Funktionelle Diffusionsbildgebung (fDWI) bei 3T und 7T

• Applicant: Professor Dr. Johannes Bernarding
• Subject Area: Epidemiology and Medical Biometry/Statistics
• Term: from 2008 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 66127191

Die Aktivierung von Hirnarealen wird meist mittels T2*-gewichteter EPI-BOLD (bloodoxygen level dependent) Methode nachgewiesen. Neuere Untersuchungen zeigen, dass sich inaktivierten Hirnregionen bei der Diffusionsbildgebung (DWI) ebenfalls der Kontrast ändert.Die Ergebnisse sind aber uneinheitlich: in den wenigen vorliegenden Untersuchungen wurdesowohl ein Anstieg als auch ein Abfall des DWI-Signals gemessen. Weitere Untersuchungenfinden, dass ein Teil dieses funktionellen DWI Signals früher ansteigt als das BOLD-Signalund auch keinen Post-Stimulus Undershoot zeigt. Da bei den verwendeten Feldstärken von1.5T bis 4T die beobachteten DWI-Signaländerungen relativ klein sind, sollte ein höheres B0-Feld zu einem verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) führen. Sekundär kann so auch dieOrtsauflösung erhöht werden. Dem potentiellen Gewinn stehen die erhöhtenSuszeptibilitätsartefakte, die verkürzten T2* Zeiten und die erhöhte B1-Inhomogenität bei sehrhohen Feldern (7T) entgegen. Erste eigene Ergebnisse zeigen, dass mittels Parallelbildgebungund Bildnachverarbeitung die DWI prinzipiell bei 7T realisiert werden kann, dass aber nocherhebliche Entwicklungsarbeit zur Anpassung der Pulse und anderer Sequenzparameter an dieHochfeldbedingungen erforderlich sind. Im vorliegenden Projekt soll eine funktionellediffusionswichtende Bildgebung (fDWI) mit hoher Orts- und Zeitauflösung bei 3T und 7Tentwickelt und optimiert werden. Es sollen Änderungen der Diffusion unter funktionellerAktivierung in verschiedenen Subarealen des visuellen Systems untersucht werden. Durchden Vergleich der orts- und zeitaufgelösten Analyse des BOLD-Signals mit dem fDWI-Signalund einer numerischen Simulation des Einflusses der Diffusion auf die funktionellen Signalesollen intra- und extravaskuläre Anteile der Signale besser als bisher getrennt und damit neueEinblicke in die neurovaskuläre Kopplung gewonnen werden.

• DFG Programme: Research Grants