Trajektorien niedriger Diskrepanz für die 3D MRT des Herzens

• Antragsteller: Dr. Tobias Speidel
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 535445977

Für die Funktionsanalyse des Herzens hat sich die Magnetresonanztomographie (MRT) bereits als Goldstandard erfolgreich in der klinischen Routine etabliert. Die Diagnostik beruht dabei überwiegend auf der Verwendung von zweidimensionalen MRT-Sequenzen in Kombination mit Atemkommandos, sowie einer EKG-gestützten Datenaufnahme. Obwohl dreidimensionale (3D) Verfahren intrinsische Vorteile, wie ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis und die Möglichkeit der Rekonstruktion von arbiträr positionierten Schichten bieten, finden jene aufgrund langer Messzeiten (Atempausen) häufig keine übertragbare Anwendung. In den vergangenen Jahren sind jedoch große Fortschritte in der Beschleunigung von 3D-MRT-Akquisitionen erzielt worden, welche insbesondere auf der Kombination von effizienten MRT-Sequenzen und iterativen Bildrekonstruktionsverfahren beruhen. Etablierte Ansätze für die effiziente Abtastung des zu messenden Frequenzraums konnten dabei gegenüber klassischen Akquisitionsgeometrien (kartesisch, radial) bereits deutliche Verkürzungen der Scandauer erzielen. Alle bekannten Ansätze für die Abtastung des Frequenzraums weisen jedoch Limitierungen auf, welche die Kombination mit genannten Rekonstruktionsverfahren erschweren, bzw. eine weitere Verkürzung der Scandauer verhindern. Das Ziel dieses Projekts ist die Untersuchung des, von den Antragstellern bereits entwickelten Akquisitionsschemas basierend auf Trajektorien mit niedriger Diskrepanz in Kombination mit iterativen sowie nicht-linearer Rekonstruktionsverfahren und self-gating Ansätzen zur dynamischen dreidimensionalen (3D+t) Darstellung des Herzens und der herznahen Gefäße. Das folgend vorgestellte Akquisitionsschema (k-Raum Trajektorie) bildet dabei eine generische Basis für die beschleunigte 3D Akquisition sowie Rekonstruktion der gemessenen räumlichen Frequenzraumdaten. Um Anwendungsspezifisch die gewünschten Kontraste (z.B. T2-Kontrast bei Herzkranzgefäßen) sowie Kodierungen (z.B. zusätzlich bipolare Gradienten bei der Flussbildgebung) zu erzielen, wird das dediziert optimierte Akquisitionsschema mit den gewünschten Kontrast- und Kodierungsmechanismen (RF- und Gradientenpulsen) zu einer finalen MRT-Sequenz kombiniert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Volker Rasche