Masterarbeit: Bewegungskorrektur für die kardiale

Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie
Abteilung für Experimentelle Radiologie
Masterarbeit: Bewegungskorrektur für die kardiale Magnetresonanztomographie
Die Magnetresonanztomographie ermöglicht dreidimensionale Aufnahmen des Herzens mit
hervorragenden Kontrasten für verschiedenste Fragestellungen in der Kardiologie. Die dafür
angestrebte Bildqualität (räumliche und zeitliche Auflösung, Signal-zu-Rauschen-Verhältnis) kann
jedoch aufgrund der ständigen Herzbewegung sowie der zusätzlichen Atembewegung mit den derzeit
möglichen MR-Akquisitionszeiten nicht ohne weiteres erreicht werden. Für eine Darstellung der
Herzfunktion wird üblicherweise eine Akquisition unter EKG-Triggerung über mehrere Herzschläge
hinweg durchgeführt, um aus allen Daten eine dynamische Darstellung eines einzigen „PseudoHerzschlages“ zu realisieren. Der Patient muss über die Aufnahme hinweg den Atem anhalten und
sollte aufgrund der zeitlichen Mittelung keinen arrhythmischen Herzschlag aufweisen.
Abbildung 1: Funktionelle MR Aufnahme des Herzens. Jedes der dargestellten Bilder zeigt eine Herzphase innerhalb des
periodischen Zyklus (Systole/Diastole). Die Aufnahme ermöglicht die Bestimmung sogenannter Funktionsparameter
(Schlagvolumen etc.) sowie eine Beurteilung etwaiger Wandbewegungsstörungen.
In dieser Master Arbeit soll eine elegantere Aufnahmemethode für die (funktionelle) MRHerzbildgebung untersucht werden. Statt der oben beschriebenen prospektiven Triggerung, soll die
Aufnahme in freier Atmung über mehrere Atemzyklen hinweg erfolgen. Es besteht die Möglichkeit,
die Information über Atemzustand und Herzphase direkt aus den MR-Daten zu extrahieren. Diese
wird genutzt um eine retrospektive Zuordnung und damit artefaktfreie Rekonstruktion der
dynamischen Aufnahme zu ermöglichen. Um eine optimale Analyse der Serie zu gewährleisten soll
eine Bewegungskorrektur der Atembewegung (Registrierung) erfolgen. Dazu sollen verschiedene aus
der Literatur bekannte Methoden der diffeomorphen Registrierung miteinander hinsichtlich ihrer
Funktionalität sowie der erzielten Bildqualität verglichen werden.
Eine stabile kardiale MRT ohne Notwendigkeit einer EKG-Triggerung sowie eines Atemstopps seitens
des Patienten würde mit einer Reihe von Vorteilen einhergehen: Die Aufnahmetechnik wird für ein
vergrößertes Patientenkollektiv (pädiatrische Patienten, komatöse Patienten) zugänglich, da der
Untersucher kaum auf die Kooperation des Patienten angewiesen ist. Weiterhin wird eine robuste
Funktionalität für Patienten mit arrhythmischem Herzschlag erwartet. Schließlich besitzt die
Aufnahme keine Limitation hinsichtlich ihrer Gesamtakquisitionszeit, so dass eine Verbesserung der
Bildqualität ermöglicht werden kann.
Kontakt:
Dr. Tobias Wech: [email protected]
Prof. Dr. Herbert Köstler: [email protected]
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