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Quantitative Magnetresonanztomografie: Einfluss von Mikrostruktur auf die Bestimmung der Relaxationszeiten und der magnetischen Suszeptibilität

Emmerich, Julian

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PDF, German
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Abstract

Die Magnetresonanztomografie ermöglicht die Bestimmung quantitativer Probenparameter aus dem gemessenen Kernresonanzsignal, wie beispielsweise den Relaxationszeiten oder der magnetischen Suszeptibilität. Im ersten Teil dieser Arbeit wird eine lexikonbasierte Methode zur Kartierung der T2 Relaxationszeit mittels einer Multi-Echo-Turbo-Spinechosequenz vorgestellt. Durch Berücksichtigung der Inhomogenitäten des Anregungsfeldes B1 und des Schichtprofils wird hiermit auch an Ultra-Hochfeldgeräten eine zuverlässige Bestimmung der transversalen Relaxationszeit ermöglicht. Diese Methode wurde in Phantomexperimenten bei 1,5 T und 7 T validiert, wobei bei 7 T und einem Refokussierungswinkel von 120° eine mittlere Abweichung der T2-Zeiten von (5,4 ± 5,8) % relativ zur Referenzmessung erreicht wurde. Bei in vivo Messungen an vier gesunden Probanden konnte bei einer Feldstärke von 7 T in der grauen Substanz ein Mittelwert von T2 = (55 ± 2) ms und in der weißen Substanz von T2 = (39 ± 5) ms bestimmt werden. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird der Einfluss von mikroskopischen Suszeptibilitätsquellen unterschiedlichen Vorzeichens innerhalb desselben Voxels auf die Änderung der Relaxationsrate ΔR2* untersucht. Unter der Annahme von vernachlässigbaren Diffusionseinflüssen wurde in Simulationen und Phantomexperimenten erstmals die Linearität der Relaxationsrate bestätigt. Diese Eigenschaft wurde zusammen mit der Linearität der gemessenen Suszeptibilität für die Entwicklung eines Algorithmus zur Trennung der Einflüsse von positiven und negativen Suszeptibilitätsquellen innerhalb desselben Voxels verwendet. Im Softwarephantom und in Phantomexperimenten wurde die Anwendbarkeit der Trennung von Susuzeptibilitätsquellen verifiziert und erste in vivo Messungen durchgeführt.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Bachert, Prof. Dr. Peter
Place of Publication: Heidelberg
Date of thesis defense: 27 May 2020
Date Deposited: 23 Jun 2020 09:21
Date: 2020
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Dekanat der Fakultät für Physik und Astronomie
Service facilities > German Cancer Research Center (DKFZ)
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Relaxationszeiten, Suszeptibilitätsbildgebung, Magnetresonanztomografie
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