Development of an In-bore DNP Polarizer at 1.5 T Magnetic Field for in vivo MRI and MRS Studies

• Applicants: Professor Dr. Thomas F. Prisner; Professorin Dr. Laura Maria Schreiber
• Subject Area: Analytical Chemistry
• Term: from 2010 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 170294664

Dieses Projekt zielt darauf ab, die NMR-Signalstärke für Magnetresonanz-Bildgebung (MRI) durch „Dynamic Nuclear Polarization“ bei einer Feldstärke von 1.5 T zu verstärken. Im Unterschied zu anderen Ansätzen wird die Hyperpolarisation durch einen Mikrowellenresonator erreicht, der in der Bohrung des MRI-Magneten platziert ist. Wir werden daher einen Mikrowellenresonator für wässrige Proben für eine Frequenz von 42 GHz entwickeln, der unter Durchfluss der Probe betrieben werden kann. Die so minimierte Distanz zum Injektionsort wird einen schnellen Transport des Kontrastmittel-Bolus ermöglichen. Des Weiteren wird unser Ansatz direkt im MRI-Magneten zu polarisieren Polarisationsverluste vermeiden, wie sie normalerweise beim Durchqueren des Bolus durch kleine Magnetfelder auftreten, wie beim Transfer von einem separaten Polarisator in den MRI-Magneten. Unser Ansatz unterscheidet sich von anderen, bei denen das Polarisationsziel bei sehr niedrigen Temperaturen polarisiert wird und nach einem schnellen Auflösen in den MRI-Magneten transferiert wird: Während hierbei viel größere Polarisationen erreicht werden können, ist die Aufbauzeit der Polarisation sehr lang. Bei unserem Ansatz hingegen wird die Polarisation in Sekunden erreicht, was eine kontinuierliche Produktion an hyperpolarisiertem Material ermöglicht, wie es für viele MRI und MRS Anwendungen nötig ist. Wir werden in diesem Projekt diese neue Methode entwickeln und ihre potentiellen Vorteile für die Empfindlichkeit und den Kontrast für MRI und MRS Anwendungen untersuchen.

• DFG Programme: Research Grants
• Major Instrumentation: Mikrowellenverstärker ; Mikrowellenverstärker (identisch mit dem beantragten Verstärker für die AG Frankfurt)
• Instrumentation Group: 1790 Spektrometer (Massen-, NMR-, außer 170-178)