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Institut für Neurowissenschaften und Medizin
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Natrium-Bildgebung

Natrium ist eines der wichtigsten Ionen für die Zellphysiologie und spielt eine zentrale Rolle für die zelluläre Funktion. In gesundem Gewebe ist Natrium in wohldefinierten Konzentrationen bzw. Konzentrationsdifferenzen zwischen intra- und extrazellulären Kompartimenten vorhanden. Die extrazelluläre Konzentration liegt bei ca.150 mmol/l und die intrazelluläre bei ungefähr 10 mmol/l. Bereits geringe Abweichungen von diesen Konzentrationen lassen Rückschlüsse auf den Zellzustand und Probleme in den metabolischen Prozessen zu.
Der Natriumkern ist nach dem Wasserstoffkern der am zweithäufigsten vorkommende MR-aktive Kern in biologischem Gewebe. In der Vergangenheit haben Untersuchungen gezeigt, dass die mittels MR gemessene Natriumkonzentration des Gewebes mit einer Vielzahl von Erkrankungen korreliert und ein ideales Instrument zur Beobachtung des Erkrankungszustandes darstellen kann. Folglich besteht ein großes Interesse, die Forschung auf diesem Gebiet weiterzuführen, neue Methoden zu entwickeln und dieses Instrument näher an die klinische Praxis zu führen.
Aufgrund der komplizierteren Bildgebungssituation im Vergleich zur Protonenbildgebung (kurze transversale Relaxation, geringe in-vivo- Konzentration bzw. Sensitivität und damit niedriges SNR) können die Standard-1H-Bildgebungsprotokolle und Sequenzen nicht ohne Anpassungen angewendet werden. In manchen Fällen sind komplette Neuentwicklungen von Sequenzen notwendig, um in klinisch akzeptabler Messzeit Datensätze mit aussagekräftiger Auflösung zu erhalten.

Das Team Natrium-Bildgebung beschäftigt sich mit der Entwicklung neuer Bildgebungssequenzen und deren Rekonstruktion zur Bestimmung der Natriumverteilung im menschlichen Hirn und der Quantifizierung der Relaxationzeiten in-vivo.

Projekte

Bildgebung von Mehrquantenkohärenzen

Bildgebung von Mehrquantenkohärenzen

Änderungen des intrazellulären Natriumgehalts hängen eng mit der Gesundheit der Zelle zusammen. Mehrquanten-gefilterte Natriumbildgebung ist ein Kontrast, der besonders sensitiv auf intrazelluläre Natriumkonzentration ist.

SPRITE Bildgebung

SPRITE Bildgebung

Ein neuartiger Ansatz für die in-vivo-Messung von Natrium ist die Nutzung von der SPRITE (Single Point Imaging Ramped with T1 Enhancement) Sequenz: eine MRT-Technik

Messung von Relaxationszeiten

Messung von Relaxationszeiten

Ziel dieses Projektes ist es, im ersten Schritt die langsam relaxierenden Signalkomponenten im menschlichen Hirn hinsichtlich T1/T2-Relaxation zu quantifizieren

Methodenvergleich für Natrium-Bildgebung bei 9,4 Tesla

Methodenvergleich für Natrium-Bildgebung bei 9,4 Tesla

Natrium zeigt ein biexponentielles Relaxationsverhalten mit einer sehr kurzen Komponente. Folglich werden Sequenzen mit ultrakurzen Echozeiten benötigt um die Sensitivität zu erhöhen.

Zusatzinformationen

Natrium-Bildgebung

Leiter der Arbeitsgruppe

Prof. Dr. N. J. Shah

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