Ziele: Die mithilfe der diffusionsgewichteten Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) messbare
Brownsche Molekularbewegung ist in der Weißen Hirnsubstanz (WHS) aufgrund der der
Faserstruktur anisotrop. Diese Anisotropie lässt sich mithilfe der Diffusionstensorbildgebung
(DTI) bestimmen und hieraus der Verlauf der Faserbahnen berechnen (Fibertracking).
Da die verwendeten mathematischen Algorithmen sehr komplex sind und eine sehr gute
Datenbasis benötigen, ist es wichtig, die DTI-Messtechnik zu optimieren. Ziel dieser
Studie war es, unterschiedliche methodische Ansätze zur Verbesserung der Qualität
von DTI und Fibertracking zu untersuchen und miteinander zu vergleichen. Methode: An einem 3 Tesla MR-Tomographen (Siemens Magnetom TRIO) wurden diffusionsgewichtete
MR-Aufnahmen an einem Kugelphantom und Probanden angefertigt. Dabei wurde eine herkömmliche
diffusionsgewichtete 2D-Spin-Echo Echo-Planar-Imaging (EPI) Sequenz mit folgenden
Sequenzen verglichen: (1) Doppelspinecho EPI Sequenz, (2) Sequenz mit hoher Ortsauflösung
(isotrop 1,5×1,5×1,5mm3), (3) Sequenz mit Parallel Imaging (GRAPPA), (4) Sequenz mit 30 statt 6 Diffusionsrichtungen.
Es wurde die Bildqualität der diffusionsgewichteten Bilder, der berechneten Maps (Trace,
Anisotropie) und des Fibertracking qualitativ wie quantitativ untersucht. Ergebnis: Durch Methode (1) konnten die Wirbelstomartefakte deutlich reduziert werden. Eine
sehr hohe räumliche Auflösung (2) bewirkte eine Reduktion des SNR in den diffusionsgewichteten
Bildern, was wiederum mit Qualitätsverlusten in der DTI einherging. Durch Verwendung
von GRAPPA (3) konnten Effekte der Intravoxel-Dispersion reduziert und hierdurch das
SNR erhöht werden. Durch Erhöhung der Diffusionsrichtungen von 6 auf 30 erhält man
zusätzliche Informationen in Voxel mit nichtlinearer Diffusion (Faserkreuzungen, Faserverzweigungen),
gleichzeitig werden aber auch Effekte nichtlinearer Gradienten minimiert. Eine Kombination
der Methoden (1)-(4) ergab im Fibertracking eine deutliche Verbesserung der Zuverlässigkeit;
die Zahl der anatomisch nicht korrekt bestimmten Fasern war niedriger als mit der
herkömmlichen Technik. Schlussfolgerung: Durch die Kombination aller Optimierungstechniken konnte eine Sequenz mit reduzierten
Wirbelstromartefakten, erhöhter Ortsauflösung, geringeren T2*-Artefakten und erhöhter
Winkelauflösung etabliert werden. Diese Sequenz ergab sowohl in den Parameterbildern
des DTI als auch beim Fibertracking die zuverlässigsten Ergebnisse.
Korrespondierender Autor: Rehbein N
Universitätsklinikum Heidelberg, Sektion Experimentelle Neuroradiologie, Im Neuenheimer
Feld 400, 69120 Heidelberg
E-Mail: Norman.Rehbein@med.uni-heidelberg.de
Diffusion Tensor Imaging - Fibertracking - Parallele Bildgebung
