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Ein neues Verfahren zur Korrektur wirbelstromverursachter Bildverzerrungen in der diffusionsgewichteten Magnetresonanztomographie

Autor :Nils Christian Bodammer
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Naturwissenschaften
Datum :08.12.2005
 
Dokumente :
Dataobject from HALCoRe_document_00004474
 
Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :In dieser Dissertationsarbeit wird eine neue Methode zur Korrektur von Verzerrungen auf Bildern, welche mit der diffusionsgewichteten Echo-Planar-Bildgebung gemessen werden, vorgestellt. Die diffusionsgewichtete Bildgebung und ihr Spezialfall, die Diffusionstensorbildgebung, werden in zunehmendem Maße bei der Erforschung und Diagnose verschiedener neurologischer Erkrankungen und in der Hirnforschung eingesetzt. Diffusionssensitive magnetresonanztomographische Messungen werden ermöglicht, indem starke Magnetfeldgradienten ein- und ausgeschaltet werden. Durch die Schaltvorgänge werden Wirbelströme in den stromleitenden Bauteilen des Tomographen induziert, welche wiederum einen ortsabhängigen Magnetfeldoffset erzeugen. Da in der Magnetresonanztomographie die Ortskodierung des Signals ebenfalls durch Magnetfeldgradienten vorgenommen wird, führt jeder zusätzliche unbeabsichtigte Magnetfeldoffset zu Bildverzerrungen. Diese Verzerrungen sind besonders stark, wenn zur Messung des Signals die schnelle Echo-Planar-Bildgebung benutzt wird, welche in der Diffusionsbildgebung wegen ihrer geringen Anfälligkeit gegenüber Bewegungsartefakten von Vorteil ist. Die Verzerrungen sind unterschiedlich für verschiedene Diffusionsgradienten. Daraus ergibt sich das Problem, dass bei der üblicherweise durchgeführten pixelweisen Berechnung von Parameterkarten der ‚scheinbaren’ Diffusionskoeffizienten (ADC) und der Anisotropieindizes (AI), für welche jeweils Messungen mit unterschiedlichen Diffusionsgradienten miteinander verrechnet werden müssen, die zugrundeliegenden Bilder nicht kongruent sind. Eine verlässliche Methode zur Korrektur der durch Wirbelströme bewirkten Verzerrungen ist also essentiell um falsch berechnete Pixelwerte für ADC und AI zu vermeiden. Das neue Korrekturschema basiert auf der aus der Linearität der Maxwell-Gleichungen ableitbaren Tatsache, dass eine Invertierung der Gradientenrichtung die Stromrichtung der verzerrungsauslösenden Wirbelströme umkehrt. Da es nicht selbstverständlich ist, dass sich eine invertierte Wirbelstromverteilung in spiegelbildlichen Bildstörungen äußert, musste anhand der bekannten MR-Bildgebungstheorie untersucht werden, inwieweit sich diese Symmetrie auf die Bildverzerrungen überträgt. Es bestätigte sich auch experimentell durch Messungen an Prüfkörpern, dass sich durch diffusionswichtende Gradienten verschiedener Polarität bedingte Verzerrungen weitestgehend symmetrisch verhalten. Dieser Umstand wurde zur Realisierung eines Korrekturverfahrens genutzt, welches die bis heute höchst unzureichend gelöste Problemstellung, diffusionsgewichtete Bilder mit verschiedenartigen Kontrasten automatisch zu koregistrieren, umgeht. Der Vergleich mit dem Haselgrove-Moore-Korrekturverfahren [Magnetic Resonane in Medicine, 36(1996)960-964], das als Standardverfahren betrachtet werden kann, ergab eine wirkungsvollere Korrektur durch die symmetriebasierte Methode. Auch die Anwendung der vorgestellten Korrekturmethode auf Bilder des menschlichen Gehirns bestätigte die Wirksamkeit des Verfahrens.
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Erstellt am :26.08.2008 - 07:41:50
Letzte Änderung :22.04.2010 - 09:31:28
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00004474
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