Aufrüstung eines 7-Tesla MRT-Systems

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 576575784

Seit 2006 betreibt das Erwin L. Hahn Institut für MRT (ELH) erfolgreich ein 7-Tesla (7T) Ganzkörper-Ultrahochfeld-MRT (UHF-MRT)-System für die humane Neuro- und Körperforschung. Zahlreiche innovative Methoden und Hardwarekomponenten für die UHF-MRT wurden seither am ELH entwickelt und erprobt. Erste klinische Anwendungen des 7T-MRT wurden von den ELH-Forschungsgruppen eingeführt und publiziert. Das erste 7T-MRT-System wurde von 2006 bis 2020 intensiv für die Bildgebung am Menschen genutzt. 2020 wurde ein neues 7T-MRT-System der nächsten Generation, finanziert durch die DFG, installiert, das seither interdisziplinär für viele Projekte in der Gehirn- und Körper-UHF-MRT verwendet wird. Das aktuelle System verfügt über ein 8-Kanal paralleles Hochfrequenz- (HF-) Transmittersystem (pTx) sowie eine 1/32 Tx/Rx CE-zertifizierte HF-Kopfspule für die Neurobildgebung. Eine weitere 8/32 pTx/Rx Kopfspule steht für fortgeschrittene Anwendungen der Neuro-UHF-MRT bereit. Zudem besitzt das MRT-System einen Zero-Boil-Off-Magneten, der seit der Installation keinen Heliumverlust aufweist. Ein dringend erwartetes Software- und Hardware-Upgrade steht jetzt seitens des Herstellers zur Verfügung. Es umfasst neue Softwarepakete und leistungsstarke Rekonstruktionscomputer, die neue Akquisitionsmethoden und moderne Deep-Learning-Bildrekonstruktion ermöglichen. Das 8-Kanal HF pTx-System kann nun auf 16 Kanäle erweitert werden, was für die HF-Spulenentwicklung und für die UHF Neuro- und Körperbildgebung am ELH gleichermaßen essenziell ist. Dies ermöglicht größere Sichtfelder (FOV) und verbesserte Homogenisierung der HF-Signale. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die gesteigerte Gradientenleistung. Neue Gradientenverstärker erhöhen die Leistung von 80 mT/m/200 T/m/s auf 135 mT/m/250 T/m/s, ohne die Gradientenspule zu modifizieren. Höhere Gradientenamplitude und Slew-Rate sind entscheidend für bessere räumliche und zeitliche Auflösung, z.B. bei der layer-fMRT des Gehirns. Zusätzlich erlaubt das Upgrade simultane anatomische Bildgebung mit Spektroskopie und die Bildgebung weiterer Atomkerne (X-Kerne), wodurch dynamische Stoffwechselprozesse kleiner Moleküle sichtbar werden. Das Upgrade erfordert keine aufwändigen Bauarbeiten und ist kosteneffizient sowie nachhaltig. Zahlreiche laufende, geplante und zukünftige Projekte sowie Sonderforschungsbereiche profitieren von der Aufrüstung. Zusammengefasst erneuert das Upgrade das 7T-MRT-System am ELH auf den aktuellen Stand der Technik. Mit dem 16-Kanal pTx-System und der höheren Gradientenleistung sowie den neuen Deep-Learning-Anwendungen wird das Forschungsspektrum erweitert und nahezu jedes Projekt am ELH verbessert – basierend auf einer robusten und nachhaltigen UHF-MRT-Plattform.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Aufrüstung eines 7-Tesla MRT-Systems
• Gerätegruppe: 3231 MR-Tomographie-Systeme
• Antragstellende Institution: Universität Duisburg-Essen
• Leiter: Professor Dr. Harald Quick