Development of Advanced Acquisition and Reconstruction Techniques for Real-Time Perfusion MRI

Abstract

Diese Doktorarbeit befasst sich mit der methodischen Entwicklung von Akquisition- und Rekonstruktionstechniken zur Anwendung von Echtzeit-Bildgebungstechniken auf das Gebiet der dynamischen kontrastmittelgestützten Magentresonanztomographie. Zur Unterdrückung unerwünschter Bildartefakte wird eine neue Spoiling-Technik vorgeschlagen, die auf randomisierten Phasen der Hochfrequenzanregung basiert. Diese Technik erlaubt eine schnelle, artefaktfreie Aufnahme von T1-gewichteten Rohdaten bei radialer Abtastung. Die Rekonstruktion quantitativer Parameterkarten aus solchen Rohdaten kann als nichtlineares, inverses Problem aufgefasst werden. In dieser Arbeit wird eine modellbasierte Rekonstruktionstechnik zur quantitativen T1-Kartierung entwickelt, die dieses inverse Problem mittels der iterativ regularisierten Gauß-Newton-Methode mit parameterspezifischer Regularisierung löst. In Simulationen sowie in-vitro- und in-vivo-Studien wird Genauigkeit und Präzision dieser neuen Methode geprüft, die ihre direkte Anwendung in in-vitro-Experimenten zur "first-pass"-Perfusion findet. In diesen Experimenten wird ein kommerziell verfügbares Phantom verwendet, dass in-vivo-Perfusion simuliert und gleichzeitig vollständige Kontrolle über die vorherrschenden Austauschraten erlaubt.