Korrektur technischer und physiologischer Artefakte zur Weiterentwicklung diffusionsgewichteter Magnetresonanztomographie im Gehirn

• Antragsteller: Dr. Siawoosh Mohammadi
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 211423574

Die Diffusionstensorbildgebung (DTI) ist eine magnetresonanztomographische (MRT) Messmethode, die es erlaubt innerhalb weniger Minuten, nicht-invasive dreidimensionale Bilder der Wasserdiffusion im Gewebe zu erstellen. Die so gewonnenen Wasserdiffusionsbilder sind geprägt von der Architektur der abgebildeten Gewebestruktur: z.B. diffundiert das Wasser in den gerichteten Faserbündeln des Corpus Callosums hauptsächlich entlang der Faserbündel, während es im Liquor der Ventrikelräume gleichmäßig in alle Richtungen diffundiert. Um diese Diffusionsgewichtung zu erreichen, müssen starke Gradienten am MRT Scanner geschaltet werden, die sowohl Bildgebungsartefakte instrumenteller Natur verursachen (z.B. durch Vibration des Patientenbettes) als auch die Messmethode anfälliger gegenüber Artefakten physiologischer Natur machen (z.B. Herzschlag). Dieses Projekt befasst sich mit wichtigen Bewegungsartefakten, die durch Herzschlag und durch mechanische Vibration des Patientenbettes verursacht werden. Die Minderung von mechanischen Vibrationsartefakten ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu höheren Diffusiongewichtungen und schnellerer Diffusionsbildgebung, die notwendig sind um neue Diffusionsbildgebungstechniken zu realisieren, wie etwa hochaufgelöstes DTI, Messung charakteristischer Gewebeparameter (z. B. mittlerer Zelldurchmesser), oder ultra-hohe Magnetfelder (7 Tesla). Dieses Projekt verfolgt zwei parallel laufende Ansätze zur Minderung von Bewegungsartefakten: erstens werden diese retrospektiv korrigiert unter Verwendung der Phaseninformation des MRT Signals, zweitens werden sie mit Hilfe einer neuen Akquisitionstechnik vermindert. Weiterhin werden beide Ansätze für die Minimierung der Bewegungsartefakte kombiniert. Zuletzt wird diese neue Kombination mit etablierten Akquisitionsmethoden verglichen, hinsichtlich der Bewegungsartefakte aber auch anderer wichtiger Artefakte wie z.B. der Wirbelstromartefakte, sowie bezüglich der notwendigen Akquisitionszeit.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Professor Dr. Nikolaus Weiskopf