DFG-Stipendium für die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Bilderfassung und modellbasierten Rekonstruktion

4. Mai 2020

Das INM4 hat im Rahmen der Nachwuchsakademie für Medizintechnik 2019 ein DFG-Stipendium für die Entwicklung einer neuartigen Bildaufnahme- und modellbasierten Rekonstruktionsmethode erhalten. Die neue Methode wird eine schnelle, genaue und robuste multiparametrische quantitative MRT (qMRI) bei ultrahoher Feldstärke ermöglichen.

Die multiparametrische qMRI gewinnt zunehmend an medizinischem Interesse, da sie von Ärzten eingesetzt werden kann, um zerebrale Anomalien, die mit vielen Krankheiten wie Schlaganfall und Alzheimer einhergehen, zu identifizieren, ohne dass eine invasive Untersuchung erforderlich ist. Die derzeitigen Techniken sind jedoch zeitaufwendig.

Mit Ausnahme eines kurzen Vorbereitungsscans zur Bestimmung der Sendefeld-Inhomogenität, B1+, besteht der vorgeschlagene Ansatz nur aus einer einzigen „magnetization-prepared multi-gradient-echo“ Akquisition. Die Daten werden gemeinsam mit Hilfe einer neuartigen, raumzeitlichen „compressed sensing“ basierten Abtastmethode rekonstruiert, wodurch alle erfassten Daten optimal genutzt werden, mit dem Ziel, die Erfassungszeit so kurz wie möglich zu halten. Basierend auf unseren früheren Arbeiten schätzen wir, dass wir parametrische Karten des gesamten Gehirns mit einer Auflösung von 1 mm3 innerhalb einer Gesamterfassungszeit von weniger als 10 Minuten erhalten werden.

Das vorgeschlagene Abtastmuster basiert auf einer „golden angle“ Radialerfassung, von der erwartet wird, dass sie sehr bewegungsstabil ist und jederzeit einen Abbruch der Erfassung mit nur einem Verlust an Bildauflösung, aber dennoch voll nutzbaren Daten ermöglicht. Dies steht im Gegensatz zu bestehenden Methoden, die oft empfindlich auf Patientenbewegungen reagieren und bei denen ein vorzeitiger Abbruch zu einem vollständigen Datenverlust führen kann.

Das Projekt wird voraussichtlich 12 Monate dauern, und das Stipendium sieht die Finanzierung eines Doktoranden vor, der zusammen mit zwei anderen erfahrenen Forschern an dem Projekt arbeitet.