Magnetresonanztomograph 3 T
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Projekte der verschiedenen Kooperationspartner am MAGNETOM Skyra lassen sich in Kürze wie folgt zusammenfassen: Institut für Klinische Radiologie und Nuklearmedizin/ I. und V. Medizinische Klinik: Die Forschung des IKRN lässt sich in vier Hauptschritte subsumieren. Erstens wurde, parallel mit der New York University, zum ersten Mal weltweit eine unabhängige Zwei-Kanal- Anregetechnik klinisch in verschiedenen Organen und Pathologien (Prostata, Pankreas), insbesondere in Hinblick auf neue Sequenzen wie diffusion-weighted imaging (DWI) mit reduziertem field-of-view implementiert und die Vorteile gegenüber Standard-Anregungs- Regimes evaluiert. Zweitens wurden im Rahmen der kardialen und vaskulären Bildgebung einerseits robuste kontrastmittelfreie MR-Angiographie-Techniken (QUISS) gegen den klinischen Standard getestet und andererseits innovative kardiale MR-Bildgebungstechniken mit compressed sensing etabliert. Hier wurden erstmals systematische Daten bei Herzerkrankungen erhoben. Ein weiterer Eckpfeiler war die Innovation im Bereich des high end post-processing für 3T im klinischen Einsatz. Hierzu zählen die Einführung und Evaluierung von kardialen, automatisch generierten, bewegungskorrigierten, farbkodierten Perfusionskarten (upslope maps) für die Detektion von myokardialen Ischämien. Die Einführung des UMM Per fusion-tools zur Analyse von 4 dimensionalen Perfusionsdatensätzen und die Etablierung von ultrahohen b-Werten, verbesserte insbesondere die Detektion von Prostata-Karzinomen. Der letzte Fokus lag auf der Einführung und Evaluierung eines neuen 4D-Bildgebungs-Konzeptes (CDT-VIBE), insbesondere für die hepatische Bildgebung, welche zu einem Paradigmenwechsel der abdominellen, dynamischen MRT-Bildgebung hinsichtlich Robustheit und Analyse der Kontrastmittelkinetik führen kann. Computer Assisted Clinical Medicine: Die Forschungsprojekte des CKM lassen sich ebenfalls in verschiedene Projektarme gruppieren. Im Rahmen der funktionellen Bildgebung an der Niere wurden sowohl humane als auch tierexperimentelle Projekte finalisiert bzw. sind fortlaufend. Bei der humanen Bildgebung wurde sich auf die 3D-BOLD Messung mit hohen PAT Faktoren, sowie funktionelle T2/T2* Bildgebung der Nieren unter Wasserbelastung fokussiert. Der tierexperimentelle Gegenpart beinhaltete: dynamische, kontrastmittelunterstützte Perfusionsmessungen an Rattennieren, den Vergleich von Quantifizierungsansätzen und die Signifikanz von quantitativen Parametern für die Detektion von akutem Nierenversagen an Rattenniere, Messungen der glomerulären Filtrationsrate und simultane optische FITC-Sinistrin Clearance Messungen an der Rattenniere, sowie die in-vitro Darstellung und Quantifizierung der Glomeruli mit Ferritin Kontrastmittel. Die methodischen Entwicklungsansätze beinhalteten die Entwicklung einer 3D–ASL Sequenz mit bssfp Auslese, Entwicklung von dedizierten Pulsen für die ASL Präparation, Methoden zur schnellen Bestimmung von 3D Relaxationsparameterkarten, Entwicklung von inner volume Techniken mittels mehrdimensionaler RF Anregung, hochauflösende fMRI mit einer 32 Kanal Spule, sowie Diffusion Kurtosis Messungen. Für die kardiale Bildgebung wurden Messungen der kardialen Relaxationsparameter (T1/T2) realisiert. MR Forschung der Neurologischen Klinik: Die Forschungsprojekte der Neurologie fokussieren auf die zerebrale Ischämie und die Multiple Sklerose sowie Forschungsprojekte zu „healthy ageing“ und der Transienten Globalen Amnesie. Das verbesserte SNR erlaubt es, SNR kritische Messmethoden zur zerebralen Perfusionsmessung mit ASL einzusetzen und eine hochauflösende diffusionsgewichtete Bildgebung zur Charakterisierung von ischämischen und entzündlichen Läsionen zu verwenden. Die Erhöhung der räumlichen Auflösung ermöglicht es, auch mit größerer Genauigkeit mögliche Blut-Hirnschrankenstörungen im Bereich der leptomeningeale Gefäße subarachnoidal oder sulcal darzustellen. Aufgrund der vorgenannten Vorteile sind auch schon geringe Veränderungen im Zeitverlauf besser darstellbar und ermöglichen damit, den pathophysiologischen Ablauf der Läsionsevolution z.B. anhand von DWI und KM-unterstützten Messungen besser zu erfassen, um die Phasen der akuten Entzündung und der anschließenden Entwicklung einer weitergehenden, möglicherweise irreversiblen Parenchymschädigung mittels der MRT eindeutiger zu modellieren. Mit einer anderen Messmethode, die vom verbesserten SNR des Skyra Systems profitiert, der Darstellung der langsamen Diffusionskomponenten, der q-space Analyse nach Messungen mit hohem b-Wert, ist die Sensitivität gegenüber auch nur subtiler Gewebeveränderungen ohne fokale T2-hyperintense Läsionen höher. Im Rahmen der geförderten Projekte zum healthy ageing und zur TGA werden neben struktureller Bildgebung auch funktionelle MRT Methoden unter Verwendung von Stimulationsparadigmen und auch mit resting-state-activity Analysen durchgeführt. Die Integration von detaillierter struktureller Bildgebung mittels Diffusionstensorbildgebung in Kombination mit fMRT Messungen ist besonders bei älteren Probanden und akuten Patienten sehr kooperations-abhängig und erst die kürzeren Messzeiten am Skyra System ermöglichen daher erst derartige kombinierte Untersuchungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Clinical and MRI patterns of pericallosal artery infarctions: the significance of supplementary Motor area lesions.
Journal of Neurology, Vol. 259. 2012, Issue 5, pp. 944–951.
Alonso A., Gass A., Rossmanith C., Kern R., Griebe M., Binder J., Hennerici M.G., Szabo K.
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Implementation of dual-source RF excitation in 3 T MRscanners
allows for nearly identical ADC values compared to 1.5 T MR scanners in the abdomen. PLoS One, Vol. 7. 2012, Issue 2: e32613.
Rao R.K., Riffel P., Meyer M., Kettnaker P.J., Lemke A., Haneder S., Schoenberg S.O., Michaely H.J.
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Reduced Diffusion in a Subset of Acute MS Lesions – A Serial Multiparametric MRI Study. American Journal of Neuroradiology, Vol. 33. 2012, issue 7, pp. 1369-1373.
Eisele P., Szabo K., Griebe M., Rossmanith C., Förster A., Hennerici M.G., Gass A.
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CAIPIRINHA-Dixon-TWIST (CDT)-volume-interpolated breath-hold examination (VIBE): a new technique for fast time-resolved dynamic 3-dimensional imaging of the abdomen with high spatial resolution.
Investigative Radiology, Vol. 48. 2013, Issue 8, pp. 590–597.
Michaely H.J., Morelli J.N., Budjan J., Riffel P., Nickel D., Kroeker R., Schoenberg S.O., Attenberger U.I.
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Continuous magnetic resonance perfusion imaging acquisition during systemic thrombolysis in acute stroke. Cerebrovascular Diseases, Vol.35. 2013, No. 6, pp. 554-559.
Griebe M., Kern R., Eisele P., Sick C., Wolf M.E., Sauter-Servaes J., Gregori J., Günther M., Hennerici M.G., Szabo K.
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Impact of field strength and RF excitation on abdominal diffusion-weighted magnetic resonance imaging. World Journal of Radiology, Vol. 5. 2013, Issue 9 pp. 334-344.
Riffel P., Rao R.K., Haneder S., Meyer M., Schoenberg S.O., Michaely H.J.
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Assessment of perfusion deficits in ischemic stroke using 3D-GRASE arterial spin labeling magnetic resonance imaging with multiple inflow times. Journal of Neuroimaging, Vol. 24. 2014, Issue 5, pp. 453–459.
Wolf M.E., Gregori J., Griebe M., Szabo K., Guenther M., Gass A., Hennerici M.G., Kern R.
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Clinical application of 3D VIBECAIPI-DIXON for non-enhanced imaging of the pancreas compared to a standard 2D fat-saturated FLASH.
Clinical Imaging, Vol. 38. 2014, Issue 2, pp. 142-147.
Haneder S., Koziel K., Morelli J.N., Riffel P., Budjan J., Schoenberg S.O., Michaely H.J.
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Nonenhanced ECG-gated quiescent-interval single shot MRA: Image quality and stenosis assessment at 3 tesla compared with contrast-enhanced MRA and digital subtraction angiography. Journal of Magnetic Resonance Imaging, Vol. 39. 2014, Issue 6, pp. 1486–1493.
Hansmann J, Morelli JN, Michaely HJ, Riester T, Budjan J, Schoenberg SO, Attenberger UI.
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Functional Imaging of Acute Kidney Injury at 3 Tesla: Investigating Multiple Parameters using DCE-MRI and a Two-Compartment Filtration Model. Zeitschrift für Medizinische Physik, Vol. 25. 2015, Issue 1, pp. 58-65.
Zöllner F., Zimmer F., Klotz S., Hoeger S., Schad L.
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Investigation of Leptomeningeal Enhancement in MS - A post-contrast FLAIR MRI study. Neurology, Vol. 84. 2015, no. 8, pp. 770-775.
Eisele P., Griebe M., Wolf M.E., Griebe M., Hennerici M.G., Szabo K., Gass A.
