Entwicklung eines Verfahrens zur Kontrastoptimierung diffusionsgewichteter MR Datensätze

Zielsetzung:

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines Verfahrens zur Optimierung des Bildkontrastes bei Diffusionsbildgebung (DWI). Insbesondere das Zusammenwirken von T2-Wichtung und Diffusionswichtung sollte dabei optimiert werden.

Material und Methodik:

Das entwickelte Verfahren stellt eine Verallgemeinerung bisher bekannter Verfahren zur Kontrastoptimierung diffusionsgewichteter MR Datensätze (computed DWI (cDWI), exponentielle ADC maps) dar. Die Kontrastoptimierung erfolgt durch eine voxelweise Berechnung von Signalwerten bei vordefinierten b-Werten. Im Gegensatz zur cDWI ist jedoch der definierte b-Wert für jedes Voxel unterschiedlich gewählt. Die voxelweise Wahl der b-Werte hängt dabei vom ADC-Wert des Voxels ab.

MR-Messungen wurden an einem kombinierten PET/MRT-Scanner (Biograph mMR, Siemens) durchgeführt. Die Diffusionsbildgebung erfolgte mittels einer EPI Sequenz mit mehrerer b-Werten (0, 100, 200, 500, 1000 s/mm²) und anschließender Erzeugung von ADC-Karten durch monoexponentiellen Fit.

Zur Validierung der Methode wurden Messungen an einem MR-Diffusionsphantom durchgeführt, welches Kompartimente mit unterschiedlichen ADC-Werten und T2-Zeiten enthält. Zudem wurde das Verfahren exemplarisch an 3 Patientendatensätzen erprobt.

Ergebnisse:

Sowohl bei Phantommessungen als auch bei Messungen an Patienten führte das vorgestellte Verfahren zu einem verbesserten Kontrast-zu-Rauschen-Verhältnis diffusionseingeschränkter Strukturen im Vergleich zu cDWI und exponentiellen ADC maps. T2 shine through Effekte konnten effizient unterdrückt werden.

Schlussfolgerungen:

Das vorgestellte Verfahren ermöglicht eine Optimierung des Kontrastverhaltens diffusionsgewichteter Bilddaten. Dadurch kann die Detektion pathologischer Läsionen möglicherweise verbessert werden. Dies sollte in weiteren Studien mit einer größeren Anzahl an Patienten untersucht werden.

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