Kurzfassung
Die Magnetresonanztomographie ist ein wichtiges Werkzeug für die klinische Diagnostik
und die biomedizinische Forschung, da in vivo nicht-invasive Querschnitte aufgenommen
werden können. Für das Nervensystem ist dabei die diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI)
von großem Interesse, um die Struktur von Geweben abzubilden. Im Gehirn wird DWI
meist mit Echo planarer Bildgebung (EPI) durchgeführt, aufgrund kurzer Aufnahmezeiten
und guter Bildqualität. Im Rückenmark ist dies jedoch schwierig, da eine hohe räumliche
Auflösung, sowie lange Messzeiten und eine gewisse Robustheit benötigt werden.
Um die Probleme zu reduzieren, kombinieren wir EPI mit verschiedenen inneren Messfeld
(FOV) Techniken, die auf 2DRF- oder Querschnitts Anregungen (ZOOM) basieren, um
räumliche Verzerrungen zu reduzieren. Um die Aufnahmezeit zu reduzieren, wird innerem
FOV EPI mit simultaner multi-Schicht (SMS) Bildgebung kombiniert. Es wird an Phan-
tomen und in vivo gezeigt, dass SMS und innerem FOV kombiniert die SNR-Effizienz
erhöht. Tilted 2DRF und ZOOM 180◦ kombiniert mit SMS zeigen die besten Ergebnisse,
da sie nicht so empfindlich sind wie collinear 2DRF oder ZOOM 90◦ .
Aufgrund der Empfindlichkeit gegenüber magnetischen Inhomogenitäten leidet EPI in der
Nähe metallischer Implantate. Daher untersuchen wir die Leistung von STEAM und FSE,
da sie durch RF-Puls Refokussierung robuster sind. Wir kombinieren sie mit inneren FOV-
Techniken, um die Messzeit zu verkürzen und die Leistung zu steigern. View-angle tilt und
multi-acquisition variable-resonance image combination (MAVRIC) werden zur Korrektur
von Verschiebungen in der Ebene und in Schichtrichtung genutzt und um Faltungsartefakte
durch MAVRIC zu unterdrücken, werden Sättigungspulse verwendet. Metallnahe STEAM
und FSE Aufnahmen an Phantomen und in vivo zeigen vielversprechende Ergebnisse.
STEAM Messungen haben ein eher niedriges SNR, aber kurze Messzeiten. FSE Aufnahmen
haben eine gute Bildqualität mit vernünftigem SNR, aber langen Messzeiten.
In dieser Arbeit wird EPI mit SMS und inner FOV kombiniert, was die Leistung von
Rückenmark DWI verbessert und klinische Anwendungen erleichtert. Mit FSE und
STEAM in Kombination mit diversen Techniken werden nahe metallischer Implantate große
Fortschritte erzielt, hinsichtlich SNR und Messzeit ist aber noch Raum für Verbesserungen.
Magnet resonance imaging is an important tool in the clinical diagnostics and biomedical research, as with it in vivo non-invasive cross sections can be acquired. For the central neural system diffusion weighted imaging (DWI) is thereby of high interest, as with it the structure of tissues can be reflected. In the brain DWI is widely used with echo-planar imaging (EPI), due to its short acquisition times and reasonable image quality. In the spinal cord acquisitions are rather difficult, as the magnetic inhomogeinities are stronger, a high spatial resolution is needed and measurement times are longer. To ameliorate these problems, in this work EPI is combined with different inner field-of- view (FOV) techniques, based on 2DRF excitations or cross sectional excitations (ZOOM), as they reduce spatial distortions. To accelerate the acquisition time we combined the inner FOV EPI with simultaneous multi slice (SMS) imaging. In this work we show at phantoms and in vivo that the combination of SMS and inner FOV increases the SNR efficiency. Tilted 2DRF excitations and ZOOM 180◦ combined with SMS show the best results as they are not as sensitive as collinear 2DRF excitations or ZOOM 90◦ . Near metallic implants EPI suffers strongly, due to its sensitivity to magnetic inhomogeini- ties. Thus, the performance of STEAM and FSE is investigated in this work, as they are more robust, due to RF pulse refocusing. We combine them with inner FOV techniques, to reduce the measurement time and increase the performance. To correct in-plane and slice direction displacements they are combined with view-angle tilt and multi-acquisition variable-resonance image combination (MAVRIC). Further to suppress folding artifacts due to MAVRIC, saturation pulses are utilized. Near metallic implants at phantoms and in vivo STEAM and FSE combined with these techniques show promising results. STEAM acquisitions have a rather low SNR but short acquisition times. FSE acquisitions have a good image quality with reasonable SNR but long measurement times. In this work EPI is combined with SMS and inner FOV which improves the performance of spinal cord DWI and can facilitate clinical applications. Further, near metallic implants great progress is made with FSE and STEAM combined with different techniques, even though there is still room for improvement in hindsight of SNR and acquisition time.