%0 Generic
%A Hoffmann, Stefan Heinrich
%D 2011
%F heidok:12943
%K functional MRI , oxygen-17 , CMRO2 , brain metabolism
%R 10.11588/heidok.00012943
%T Lokalisierte Quantifizierung des zerebralen Sauerstoffumsatzes (CMRO2) mit der 17O-Magnetresonanztomographie
%U https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/12943/
%X Der zerebrale Sauerstoffumsatz (CMRO2) ist ein wichtiger Indikator für die Gesundheit und Lebensfähigkeit von Gewebe. In dieser Arbeit wird ein 17O-Inhalations- und Messverfahren präsentiert, mit dem der CMRO2 mit der 17O-MR-Bildgebung bei B0 =7T ortsaufgelöst quantifiziert werden kann. Auf Grund der geringen MR-Sensitivität des 17O-Kerns sind hierfür spezielle Bildgebungstechniken notwendig. Für die Optimierung der Bildgebung wurden zuerst die In-vivo-17O-Relaxationszeiten am Kopf gemessen; in globalen Messungen wurden Mittelwerte von T1 =(5,8±0,2) ms und T2 =(3,5±0,3) ms, in einer ortsaufgelösten Messung für Hirngewebe T2 =(2,0±0,2) ms gefunden. 17O-MRBildgebungstechniken wurden bei B0 =7T für dynamische Messungen optimiert. Es konnte gezeigt werden, dass ein 3D-Datensatz des Gehirns mit SNR>20 und einer nominellen räumlichen Auflösung von V =(5,0mm)3 in 10 min akquiriert werden kann. Zusätzlich wurde ein effizientes Atemsystem entwickelt und in einem Inhalationsexperiment zur Gabe von 70% angereichertem 17O-Gas (V =(2,2±0,34) l) an einem gesunden Probanden eingesetzt. Im Gehirn konnte während der Inhalation des 17O2 ein ortsabhängiger 17O-Signalanstieg von 10-30% detektiert werden, der in Arealen grauer Substanz 40% über dem für Bereiche weißer Substanz lag. Basierend auf einem mathematischen Modell zur Beschreibung der 17O2-Metabolisierung wurden Modellgleichungen für den 17O-Signalverlauf während des durchgeführten Inhalationsexperiments formuliert. Mit Hilfe dieses Modells konnte der CMRO2 in Regionen weißer / grauer Hirnsubstanz zu CMRO2 =((0,83±0,14) / (1,65±0,29)) μmol/g·min quantifiziert werden. Diese Werte zeigen eine gute Übereinstimmung mit Literaturwerten aus 15O-PET-Untersuchungen.