English Title: MR-imaging with active and intravascular catheters

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Abstract

MR-Bildgebung mit aktiven, intravasalen Kathetern Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine Bildgebungsmethode, die sich durch ei-nen exzellenten Weichteilkontrast, die freie Wahl der Bildgebungsschicht und das Fehl-en ionisierender Strahlung aus-zeichnet. Diese Vorteile werden in der inter-ven-tionellen MRT bei minimal invasiven Therapien genutzt. In dieser Arbeit wurden aktive Katheter und MR-Bildgebungstechniken (Sequenzen) für Interventionen ent-wickelt und experimentell evaluiert. Zur aktiven Katheterverfolgung wurden die Spitzen von Kathetern mit Mikrospulen bestückt und mit einer Projektionstechnik sehr schnell lokalisiert. Mit einer zusätzlichen Hochfrequenzspule wurde der Ver-lauf des Katheters visualisiert. Die Gefahr der Hoch-fre-quenzerhitzung konnte in dem typischen Ar-beits-bereich des Katheters durch Integra-tion von Mantelwellensperren signifikant reduziert werden. Die Spulenlokalisation wurde mit schneller Gradientenechobildgebung (FLASH und TrueFISP) so kom-bi-niert, daß die Ortsinformation der Spulen zur automatischen Schicht-nachführung verwendet werden konnte. Hierbei konnten typische Bildraten von 2,4 Hz durch beschleunigte Daten-akqui-si-tions-schemata erreicht werden. Bildartefakte konnten durch Präparationspulse minimiert werden, die in Simu-la-tionen optimiert wur-den. In experimentellen Studien wurden die aktiven Katheter unter MR-Beobachtung er-folg-reich in die Nierenarterie eines Versuchstieres eingeführt und Embolisationen der Niere vor-genommen.

Translation of abstract (English)

MR Imaging with Active Intravascular Catheters Magnetic resonance imaging (MRI) is an imaging method that offers an excellent soft tissue contrast, free choice of scan plane orientation and complete lack of ionizing ra-dia-tion. These advantages are utilized in interventional MRI during minimally invasive thera-pies. In this work active catheters and a dedicated MR imaging technique (se-quence) for interventions were developed and evaluated experimentally. For active catheter tracking, the tip of catheters were equipped with micro coils that were rapidly localized with a projection technique. With an additional radio-frequency (rf) coil the shape of the catheter was visualized. The risk of rf-heating could be mini-mized significantly for the typical operating range by using rf-chokes. The coil localization was combined with fast gradient echo imaging (FLASH and TrueFISP) so that the position information of the coils could be used for automatic slice adjustment. A typical imaging frame rate of 2.4 Hz was achieved using accelerated data ac--quisition schemes. Imaging artifacts were minimized using preparation pulses that were optimized in simulations. In experimental studies the active catheters were success-fully advanced under MR-guidance into the renal artery of an animal and embolizations of the kidney were performed.