Quantitative Magnetresonanztomografie: Einfluss von Mikrostruktur auf die Bestimmung der Relaxationszeiten und der magnetischen Suszeptibilität

Die Magnetresonanztomografie ermoglicht die Bestimmung quantitativer Probenparameter aus dem gemessenen Kernresonanzsignal, wie beispielsweise den Relaxationszeiten oder der magnetischen Suszeptibilitat. Im ersten Teil dieser Arbeit wird eine lexikonbasierte Methode zur Kartierung der T2 Relaxationszeit mittels einer Multi-Echo-Turbo-Spinechosequenz vorgestellt. Durch Berucksichtigung der Inhomogenitaten des Anregungsfeldes B1 und des Schichtprofils wird hiermit auch an Ultra-Hochfeldgeraten eine zuverlassige Bestimmung der transversalen Relaxationszeit ermoglicht. Diese Methode wurde in Phantomexperimenten bei 1,5 T und 7 T validiert, wobei bei 7 T und einem Refokussierungswinkel von 120° eine mittlere Abweichung der T2-Zeiten von (5,4 ± 5,8) % relativ zur Referenzmessung erreicht wurde. Bei in vivo Messungen an vier gesunden Probanden konnte bei einer Feldstarke von 7 T in der grauen Substanz ein Mittelwert von T2 = (55 ± 2) ms und in der weisen Substanz von T2 = (39 ± 5) ms bestimmt werden. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird der Einfluss von mikroskopischen Suszeptibilitatsquellen unterschiedlichen Vorzeichens innerhalb desselben Voxels auf die Anderung der Relaxationsrate ΔR2* untersucht. Unter der Annahme von vernachlassigbaren Diffusionseinflussen wurde in Simulationen und Phantomexperimenten erstmals die Linearitat der Relaxationsrate bestatigt. Diese Eigenschaft wurde zusammen mit der Linearitat der gemessenen Suszeptibilitat fur die Entwicklung eines Algorithmus zur Trennung der Einflusse von positiven und negativen Suszeptibilitatsquellen innerhalb desselben Voxels verwendet. Im Softwarephantom und in Phantomexperimenten wurde die Anwendbarkeit der Trennung von Susuzeptibilitatsquellen verifiziert und erste in vivo Messungen durchgefuhrt.