Optimierung der in-vivo MR-Protonenspektroskopie von kleinen Regionen bei hohen Feldstärken
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projektes sollte die spektroskopische Bildgebung mit Protonen bei hohen Magnetfeldstärken (3T) optimiert werden. Dabei lag der Fokus auf dem Verzicht auf die Wassersättigung. Bei einer Messtechnik ohne Wassersättigung kann das verbleibende Wassersignal dazu genutzt werden, die lokale Resonanzfrequenz des Wassersignals sehr genau zu bestimmen und damit eine Frequenzkorrektur vorzunehmen. Darüberhinaus kann diese Referenzfrequenz dazu genutzt werden, eine genaue Bestimmung der relativen Resonanzfrequenz der Metaboliten in bezug auf das Wassersignal für jedes untersuchte Teilvolumen zu bestimmen. Ein Teilprojekt war die die Reduzierung des Einflusses von sog. Seitenbändern, die bei dem Verzicht aufdie Wassersättigung auftreten und die die gesuchten Signale der Metabolite störend überlagern. Durch umfangreiche Messreihen, an deren Durchführung Schüler aus einem örtlichen Gymnasium beteiligt wurden, konnte nachgewiesen werden, welche der in einer Sequenz verwendeten Feldgradienten in besonderm Masse zur Entstehung der Seitenbänder beitragen. Die Störung durch Seitenbänder bei CSI-Messungen ohne Wassersättigung konnte nach Auswertung der aufgenommenen Meßreihen deutlich reduziert werden. In einem weiteren Teilprojekt wurde die Quantifizierbarkeit von CSl-Daten verbessert. Beim Vergleich unterschiedlicher Probandenmessungen hatte sich herausgestellt, dass es durch unterschiedliche Anpassung einer Baseline zu großen Schwankungen bei den ermittelten Konzentrationen der wichtigsten Metaboliten kommt. Durch die Einführung weiterer hypothetischer Signale im Basisdatensatz des Auswertungsprogramms konnte erreicht werden, dass bei fast allen untersuchten Einzelspektren eine gerade Linie als Basislinie gefunden wurde. Dadurch konnte die Reproduzierbarkeit der Messungen deutlich erhöht werden. Ein weiteres wichtiges Ergebnis konnte bei der Untersuchung der Variation der Resonanzfrequenzen des Wassers und der der wichtigsten Metaboliten erzielt werden. Es konnte z.B. gezeigt werden, dass die Differenz der Resonanzfrequenzen zwischen Wasser und NAA in weisser und grauer Substanz unterschiedlich waren. Der Unterschied beträgt etwa 10 ppb, und dieser Wert entspricht annähernd dem relativen Frequenzunterschied, der von anderen Arbeitsgruppen in MR-Bildem als Verschiebung der Resonanzfrequenz des Wassers in grauer und weißer Substanz gefunden wurde. Daraus läßt sich schliessen, dass diese Verschiebung vor das Wasser, nicht aber das NAA betrifft. Dieser beobachtete Effekt stellt aber ein wichtiges und bisher in der Literatur nicht beschriebenes Phänomen dar.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Chemical Shift imaging without water suppression at 3T. Mag. Reson. Imag. 28 (2010) 669 - 675
G. Chadzynski, U. Klose
- Investigation of region specific frequency differences between water and N-acetyl aspartate aesonances within the human brain. Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 18 (2010)
G. L. Chadzynski, A. Groeger, U. Klose
- Region specific frequency differenes between water and metabolite resonances within the human brain. Book of Abstracts, Joint EUROMAR 2010 and 17th ISMAR Conference, Florence, 4.-9.7.2010, p. 279
G. Chadzynski, A. Gröger, U. Klose
- Tissue specific resonance frequencies of water and metabolites within the human brain. J Magn Reson 212 (2011), 55 - 63
G. Chadzynski, B. Bender, A. Gröger, M. Erb, U. Klose
