Auflösungsphantome und deren Anwendungen in der diffusionsgewichteten Bildgebung: Fibertracking, Kreuzungen, Anisotropien

• Antragsteller: Professor Dr. Frederik B. Laun
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 162020092

Die Diffusion des Wassers in Gewebe wird maßgeblich durch die Struktur und den Zustand des umliegenden Gewebes beeinflusst und ermöglicht daher Rückschlüsse auf die Gewebeintegrität. Die Magnetresonanz (MR) - Diffusionstensorbildgebung (DTI) ermöglicht die nicht - invasive Messung der Diffusion und in mehreren Studien wurde demonstriert, dass die gemessene Diffusion eng mit dem pathologischen Zustand des Gewebes, z.B. bei Gliomen, korreliert. Dennoch ist die DTI eine komplexe Bildgebungstechnik, bei der Artefakte den klinischen Einsatz besonders beim Rückenmark stark einschränken. Insbesondere bei den hauptsächlich verwendeten echoplanaren Sequenzen ist das Signal-zu-Rausch Verhältnis (SNR) bei in vivo Anwendungen limitiert. Zudem sind diese Sequenzen und die Diffusionsmessung in der Nähe von Metallimplantaten unbrauchbar, was die Diffusionsmessung beispielsweise bei etwa 90% der Patienten mit traumatischen Rückenmarksverletzungen, bei denen die DTI wichtige klinische Information bieten könnte, verhindert.Ziel dieses Projektes ist es, die Diffusionsbildgebung auch unter erschwerten Bedingungen am Rückenmark stabil und zuverlässig zu ermöglichen. • Um die Methoden unter streng kontrollierten Bedingungen zu validieren werden kürzlich in unserer Arbeitsgruppe entwickelte Diffusionstensor-Phantome verwendet. • In vorherigen Arbeiten vorgeschlagene Rauschkorrekturverfahren werden mit Hilfe der Phantome erstmals in MR Messungen validiert und anschließend für die DTI am Rückenmark implementiert.• Eine stabilere Bestimmung des Diffusionstensors soll durch Verwendung von Vorwissen über dessen Form und Orientierung erreicht werden. • Schließlich soll die Diffusionsbildgebung in Gegenwart Metallimplantaten mit zu bestimmenden Fehlergrenzen am Patienten ermöglicht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Bram Stieltjes, Ph.D.