Jürgen Finsterbusch, Systemische Neurowissenschaften, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg-Eppendorf, Deutschland

Diffusionsgewichtete Bildgebung für das Rückenmark: Kürzere Erfassungszeit und bessere Bildgebung nahe an Metallimplantaten

Gefördert in: 2017, 2018, 2019


Zur Übersicht

Problem: Die Stabilisierung der Wirbelsäule mit Metallstäben macht die Bildgebung schwierig

Angriffspunkt: Technik der Bildgebung zur schnelleren und besseren Bilderfassung

Zielsetzung: Bessere Bildgebung zur Überprüfung der Veränderung im Verlauf der Erkrankung, auch bei Patienten mit Metallimplantaten

 

Kernspintomographie ist ein wichtiges Werkzeug für die biomedizinische Forschung und die klinische Medizin, da man damit Querschnittsbilder vom menschlichen Körper erstellen kann ohne die Belastung durch invasives Eingreifen und ionisierende Strahlung. Besonders interessant für das zentrale Nervensystem (ZNS) ist die diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie (MRT), da dieses Verfahren eine Empfindlichkeit in mikroskopischem Maßstab aufweist, und somit Information über die Integrität der Nervenzellen und der weißen Substanz geben kann. Damit kann man mit dem MRT den Aufbau und die Organisation des ZNS untersuchen, aber auch Verletzungen näher beschreiben und ihre Entwicklung im Verlauf von Therapie und Rehabilitation überwachen.

Diffusionsgewichtetes MRT für das menschliche Gehirn ist gut etabliert, z. B. für die Diagnose des akuten Schlaganfalls. Für das Rückenmark und dessen Verletzungen wird es wegen der schlechten Bildqualität selten angewandt. Eine kürzlich entwickelte Bildgebungstechnik, die inner-field-of-view echo-planar imaging Technik, führte zu bedeutender Verbesserung, aber das diffusionsgewichtete MRT des Rückenmarks leidet immer noch an den langen Erfassungszeiten und den Bildartefakten in der Nähe von metallischen Implantaten, die man bei Traumapatienten häufig vorfindet.

Ziel dieses Projekts ist diese Limitierung zu überwinden. Durch die gleichzeitige Aufnahme mehrerer Bilder und Aufbereitung während des Rekonstruktionsvorgangs wird die diffusionsgewichtete MRT-Erfassung um den Faktor 2-3 beschleunigt. Solche Verfahren werden schon beim Gehirn angewandt, aber die Methode muss noch für die inner-field-of-view Techniken, die beim Rückenmark angewandt werden, angepasst werden. Außerdem sollen robustere Bildgebungstechniken, die weniger empfindlich sind, entwickelt und implementiert werden, um verlässlichere Bilder auch in Anwesenheit von Metallimplantaten zu bekommen. Es werden mehrere in der Literatur vorgestellte Verfahren getestet und für die inner-field-of-view Techniken optimiert, um so z.B. die Schärfe der Bilder und die Hochfrequenz Energieabgabe zu verbessern.

Ziel dieses Projekts ist, das diffusionsgewichtete MRI für Rückenmarksverletzung anwendbar zu machen. Das könnte die Charakterisierung der Verletzung beträchtlich verbessern und großen Einfluss auf Forschung, Diagnose, Prognose, Überwachung und Therapieentscheidungen haben.