Format:
Online-Ressource (PDF-Datei: XIV, 105 S., 16,42 MB)
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Ill., graph. Darst.
Content:
Der Schwerpunkt dieser Dissertation liegt in der Entwicklung von Hochfrequenz (HF)-Pulsen für dedizierte Anwendungen in der Magnetresonanztomographie (MRT) unter Verwendung der parallelen Sendetechnik (pTx). Die wissenschaftlichen Beiträge dieser Arbeit umfassen dabei den Entwurf und die Implementierung neuer Algorithmen, welche mit Hilfe von Simulationen und in-vivo Human-Experimenten auf einer kommerziell verfügbaren 3T pTx MRT Scanner-Plattform validert wurden. In der MRT sind HF-Pulse essentiell für die Signalgenerierung als auch für die Unterdrückung von unerwünschten Signalquellen. Bei ihrer Anwendung werden Atomkerne im untersuchten Probanden angeregt, welche daraufhin ein messbares Signal abgeben. Das hochfrequente Messsignal wird von Empfangsspulen erfasst und schließlich in Bilder rekonstruiert. Aufgrund von limitierenden physikalischen Effekten wie Magnetfeld-Inhomogenitäten, Kernspin-Relaxationsprozessen und der auftretenden Erwärmung von Patientengewebe, müssen die HF-Pulse idealerweise so genau, so kurz und so energieeffizient wie möglich sein. Die pTx-Technologie versucht diesen Anforderungen durch die Bereitstellung von neuen räumlichen Freiheitsgraden entgegenzutreten. Viele Studien wurden auf Basis von einzelangefertigten pTx-Platformen durchgeführt und haben die vielen Vorteile und Möglichkeiten, aber auch potentielle Gefahren der vermehrten Freiheitsgrade aufgezeigt. Das robuste Design und die Überführung von pTx HF-Pulsen in das klinische Umfeld sind stets Gegenstand der aktuellen Forschung und Ziel dieser Arbeit. Die entstandenen wissenschaftlichen Beiträge können zu drei verschiedenen Applikationsfeldern zugeordnet werden. Zuerst wird die Performanz von 2-D räumlich-selektiven HF-Pulsen(2DHFs) für die Inner-Volume-Bildgebung verbessert. Hier wird die HF-Anregung auf einen bestimmten Bildbereich (ROI) eingeschränkt, um Bilder mit verringerten geometrischen Verzerrungen und höherer Auflösung zu ermöglichen. Neue k-Raum Trajektoriendesigns werden für 2DHF-Pulse vorgeschlagen, welche um 43% genauer und gleichzeitig um 79% energieeffizienter sind oder deutlich verkürzte Pulszeiten um Faktor größer zwei aufzeigen. Die darauf basierenden diffusions-gewichteten Bilder zeigen einen bis zu 40% Signal-zu-Rausch(SNR)-Gewinn gegenüber zu konventionellen Designs. Im zweiten Anwendungsfeld wird der zusätzliche HF-Anregungskanal zur Kompensation von Signalverlusten in Gradienten-Echo (GRE)-Bildern verwendet. Die Signalverluste werden dabei durch patienten-spezifische Magnetfeld-Verzeichnungen ausgelöst. Ein schnelles, robustes und voll automatisiertes Verfahren wird vorgeschlagen, um diesen Signalverlusten schichtspezifisch entgegenzuwirken. Maßgeschneiderte HF-Pulse werden unter Einbezug der gemessenen Hauptmagnetfeld-Inhomogenitäten und HF-Sendespulen-Sensitivitätsprofilen berechnet. Im Durschnitt können 47% der Signalausfälle in Multi-Schicht-Aufnahmen wiederhergestellt werden. Schließlich wird ein 2-D Spiral Trajektoriendesign für die Verwirklichung von anatomisch geformten Sättigungspulsen ausgearbeitet, welches eine inhärente Energieeffizienz bietet. Die Pulse streben eine möglichst genaue Unterdrückung von unerwünschten Signalquellen, wie z.B. sich bewegenden inneren Organen an, um damit Bewegungsartefakte in den resultierenden Bildern auszuschließen. Das vorgeschlagene 2DHF-Spiral-Design zeigt in verschiedenen anatomischen Regionen eine optimale Ausgewogenheit zwischen HF-Energieeffizienz und räumlicher Abbildungsgüte und übertrifft andere bekannte Ansätze. Das Verfahren wurde hinsichtlich mehrerer Anregungs-Frequenzen erweitert. Damit können die räumlich geformten Pulse auch andere Gewebetypen wie Fett selektiv unterdrücken.
Note:
Parallel als Druckausg. erschienen
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Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2015
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Systemvoraussetzungen: Acrobat reader.
Additional Edition:
Druckausg. Schneider, Rainer Selective excitation MR imaging with parallel transmission (pTx) 2015
Language:
English
Keywords:
Kernspintomografie
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Hochfrequenz
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Pulsfrequenz
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Trajektorienraum
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Signal-Rausch-Abstand
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Hochschulschrift
URN:
urn:nbn:de:gbv:ilm1-2015000033
URL:
Volltext
(kostenfrei)
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