JUQEBOX (Juelicher Quantitative ToolBox)

JUQEBOX (Juelicher Quantitative ToolBox) nutzt die jüngsten Fortschritte in der quantitativen MRT (qMRI), um qualitativ hochwertige Karten der gewebespezifischen Parameter (T1, T2*) sowie der Verteilung des freien Wassergehalts (der Einfachheit halber oft als Protonendichte - PD - abgekürzt) zu erstellen. Verschiedene Verarbeitungsalgorithmen werden auf der Grundlage von gut definierten qMRI-Protokollen wie 2D/3D GRE (Abbas 2014-2015, Oros 2013) oder QUTE-TAPIR (Shah 2001-2008) erstellt.

Die Spezialsoftware ist in der Lage, Daten von Hochfeldern (>1,5T) zu verarbeiten, bei denen die Abhängigkeit zwischen Senderspannung und Empfangssignal nicht mehr offensichtlich ist. Zu diesem Zweck müssen sowohl die Inhomogenität des Sendefeldes (B1+) als auch die Inhomogenität des Empfängers (B1-) und die restliche Inhomogenität korrigiert werden (Gras 2013, Abbas 2014). Diese Korrekturen können nicht nur als Teil der PD/T1/T2*-Mapping-Prozedur, sondern auch als unabhängiges Protokoll angewendet werden, was den Anwendungsbereich der Toolbox erweitert.

JUQEBOX kann für die Nutzung von Rechenclustern eingerichtet werden, insbesondere für GPGPU-Geräte, die mit OpenCL kompatibel sind (praktisch jedes Gerät). OpenCL-Kernel (ausgeführt auf gültiger Hardware) können die kritischen, anstrengendsten Elemente der Verarbeitungskette um mehr als das Hundertfache beschleunigen.

Die Kernfunktionalitäten von JUQEBOX wurden in Matlab und das Frontend (GUI) in Java entwickelt. Zusammen mit der guten Dokumentation macht dies JuqeBox für neue Benutzer sehr einfach zu erlernen.

Das Endergebnis von JUQEBOX - die berechneten quantitativen Karten (PD, T1, T2*) - sind ein idealer Input für weitere systematische Bildanalysen (z.B. statistische Analysen, Erstellung von Gehirnatlanten, etc.). Gewebespezifische Parameter-Karten (T1, T2*, PD) können bei klinischen Anwendungen sehr nützlich sein, z. B. bei der Erkennung von Hirnödemen bei Gehirnerkrankungen oder bei der Analyse des abnormen Wassergehalts in Patientenkohorten.

JUQEBOX (Juelicher Quantitative ToolBox)
JUQEBOX Frontseite und verfügbare Protokolle.
JUQEBOX (Juelicher Quantitative ToolBox)
Durchschnittliche, quantitative Karte des freien Wassergehalts von mehreren Probanden (transversale Schnitte).

REFERENZEN

  1. N. J. Shah, H. Neeb, M. Zaitsev, S. Steinhoff, G. Kircheis, K. Amunts, D. Häussinger, and K. Zilles, “Quantitative T1 mapping of hepatic encephalopathy using magnetic resonance imaging.,” Hepatology (Baltimore, Md.), vol. 38, no. 5, pp. 1219–1226, Nov. 2003.
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  5. Z. Abbas, V. Gras, K. Möllenhoff, A.-M. Oros-Peusquens, and N. J. Shah, “Quantitative water content mapping at clinically relevant field strengths: A comparative study at 1.5T and 3T.,” NeuroImage, vol. 106, pp. 404–13, Feb. 2015.
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  9. A. Oros-Peusquens, F. Keil, K. J. Langen, H. Herzog, G. Stoffels, C. Weiss, and N. J. Shah, “Fast and accurate water content and T2* mapping in brain tumours localised with FET-PET,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, pp. 1–6, Oct. 2013.
Letzte Änderung: 06.03.2023