Englische Übersetzung des Titels: Relaxometric and Echo-Shifted Neurofunctional Magnetic Resonance Imaging

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Abstract

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung zeitlich und räumlich hochauflösender Bildgebungstechniken für neurofunktionelle Untersuchungen am menschlichen Gehirn in der Hoch- und Ultra-Hochfeld-MRT. Neben herkömmlichen Aktivitätswahrscheinlichkeitskarten soll auch eine Quantifizierung des BOLD-Effekts ermöglicht werden. Hierzu werden echoplanare, echovolumare, Multi-Echo- und echopfadgefilterte Messsequenzen entwickelt und anhand von Relaxationsmessungen optimiert. In Probandenmessungen zeigen sich bei um einen Faktor 2 verkürzter Messdauer und gleichbleibender Bildqualität Verbesserungen des SNR um 20% bzw. 80% und eine Reduktion der SAR (95%) gegenüber der Standardbildgebungsmethode. Die Eignung der Messsequenzen zur Detektion neurofunktionaler Aktivität wird in Probandenmessungen verifziert. BOLD-induzierte T2*-Änderungen unter visueller Stimulation werden zu DeltaT2*= 2.0 ms bei 3T und DeltaT2* = 0.9 ms bei 7T quantifiziert. Die Echopfadfilterung (TE>TR) wurde erfolgreich implementiert und evaluiert, zeigt jedoch um den Faktor 2 reduzierte Aktivitätswahrscheinlichkeiten gegenüber den Standardverfahren (TE<TR). Somit können durch die schnelle und präzise Detektion von Aktivität im gesamten Gehirn mit der echovolumaren Messsequenz, sowie der Quantifizierung des BOLD-Effekts mit der Multi-Echo-EPI-Sequenz neurofunktionelle Studien in der Ultra-Hochfeld-MRT durchgeführt werden.