Magnet-Resonanz-Tomograph (Aufrüstung)

• Subject Area: Medicine
• Term: Funded in 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 215549025

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Die Aufrüstung des Magnet Resonanz Tomographen (MRT) erlaubte durch die mehrfache Sendetechnik, sowie die erhöhte Anzahl an Empfangskanälen einige nennenswerte Verbesserungen in der (Neuro-) radiologischen Forschung. Zum einen erlaubt die Anregung mit mehreren Sendequellen eine homogenere „Ausleuchtung“ des Gesamtvolumens des Objektes, was sich positiv auf die Bildqualität auswirkt. Dies kommt insbesondere in größeren Volumina (z.B. Schulter, Wirbelsäule) stärker zur Geltung. Ein weiterer Vorteil dieser Technik ist die Reduktion der Energieabsorption des Patienten. Durch die Verwendung von zwei Quellen kann das Volumen bei geringerer Energiedeposition als bei einer Quelle angeregt werden. Das liegt daran, dass die Gesamtenergie trotz zweier Quellen geringer ist, da die einzelnen Quellen eine viel geringere Gesamtenergie applizieren als eine einzelne Quelle es müsste. Diese Technik erlaubt durch die geringere Energiedispostion auch kürzere Aufnahmedauern. Da weniger Energie appliziert werden muss bei gleicher Bildqualität bzw. Geschwindigkeit, konnten die Protokolle dahingehend optimiert werden, dass die Aufnahmen bei gleicher Energiedisposition in kürzerer Zeit durchgeführt werden konnten. Die Aufrüstung des Empfangssystems (Datenaufnahme) von 8 auf 32 Kanäle zeigte auch eine deutliche Verbesserung der Bildqualität und auch der Scangeschwindigkeit. Da eine höhere Anzahl an Empfangskanälen nicht nur das Rauschen reduziert und somit die Bildwiedergabe verbessert, sondern auch höhere Faktoren der parallelen Bildgebung erlauben, konnten auch dadurch die Scanzeiten bei gleicher Bildqualität reduziert werden. Mittels o.g. Verbesserungen konnte insbesondere die Arterial Spin Labeling (ASL) Technik erweitert und verbessert werden. Durch die stark beschleunigten Aufnahmen konnten insbesondere Angiogramme in weniger als 100ms Zeitauflösung durchgeführt werden bei einer Auflösung von < 1mm³. Des Weiteren wurden diverse Studien mittels funktioneller MRT (fMRT) durchgeführt, wobei die Beschleunigung der Scanzeit bei gleichbleibendem Signal-zu-Rausch Verhältnis weitere Vorteile brachte (z.B. weniger Wiederholungen des Experimentes). Dasselbe gilt für die resting state fMRT (rs-fMRT) Aufnahmen, welche durch das hohe Signal-zu-Rausch Verhältnis der 32 Empfangskanäle, sowie der homogenen Anregungen gute Ergebnisse liefern konnte, obwohl kein aktiver Reiz gesetzt wurde. Das Fibertracking (Diffusion Tensor Imaging) konnte in mehreren Raumrichtungen aufgenommen und somit auch feinere bzw. komplexere Faserbahnen wie z.B. der Fasciculus Arcuatus in angemessener Scanzeit dargestellt werden, was zuvor schwer oder gar nicht möglich war.

Publications

• Implications of early aortic stiffening in patients with transposition of the great arteries after arterial switch operation. Circ Cardiovasc Imaging. 2013 Mar 1;6(2):245-53
  Voges I, Jerosch-Herold M, Hedderich J, Hart C, Petko C, Scheewe J, Andrade AC, Pham M, Gabbert D, Kramer HH, Rickers C
  
• Developmental changes of neuronal networks associated with strategic social decision-making. Neuropsychologia. 2014 Apr;56:37-46
  Steinmann E, Schmalor A, Prehn-Kristensen A, Wolff S, Galka A, Möhring J, Gerber WD, Petermann F, Stephani U, Siniatchkin M
  
• EEG-fMRI in myoclonic astatic epilepsy (Doose syndrome). Neurology. 2014 Apr 29;82(17):1508-13
  Moeller F, Groening K, Moehring J, Muhle H, Wolff S, Jansen O, Stephani U, Siniatchkin M
  
• Human face processing is tuned to sexual age preferences. Biol Lett. 2014 May;10(5):20140200
  Ponseti J, Granert O, van Eimeren T, Jansen O, Wolff S, Beier K, Deuschl G, Bosinski H, Siebner H
  
• Spinal fMRI reveals decreased descending inhibition during secondary mechanical hyperalgesia. PLoS One. 2014 Nov 5;9(11):e112325
  Rempe T, Wolff S, Riedel C, Baron R, Stroman PW, Jansen O, Gierthmühlen J
  
• Altered brain activation in a reversal learning task unmasks adaptive changes in cognitive control in writer's cramp. Neuroimage Clin. 2015 Nov 23;10:63-70
  Zeuner KE, Knutzen A, Granert O, Sablowsky S, Götz J, Wolff S, Jansen O, Dressler D, Schneider SA, Klein C, Deuschl G, van Eimeren T, Witt K
  
• Selective neuronal vulnerability of human hippocampal CA1 neurons: lesion evolution, temporal course, and pattern of hippocampal damage in diffusion-weighted MR imaging. J Cereb Blood Flow Metab. 2015 Nov;35(11):1836-45
  Bartsch T, Döhring J, Reuter S, Finke C, Rohr A, Brauer H, Deuschl G, Jansen O
  
• Spinal and supraspinal processing of thermal stimuli: an fMRI study. J Magn Reson Imaging. 2015 Apr;41(4):1046-55
  Rempe T, Wolff S, Riedel C, Baron R, Stroman PW, Jansen O, Gierthmühlen J
  
• The (in)consistency of changes in brain macrostructure in male paedophiles: A combined T1-weighted and diffusion tensor imaging study. J Psychiatr Res. 2015 Sep;68:246-53
  Gerwinn H, Pohl A, Granert O, van Eimeren T, Wolff S, Jansen O, Deuschl G, Huchzermeier C, Stirn A, Siebner HR, Ponseti J
  
• The olfactory bulb volume in patients with idiopathic Parkinson's disease. Eur J Neurol. 2015 Jul;22(7):1068-73
  Paschen L, Schmidt N, Wolff S, Cnyrim C, van Eimeren T, Zeuner KE, Deuschl G, Witt K