verzerrungsfreie diffusionsgewichtete MR-Bildgebung

  • Project title: Highly Accelerated Distortion-Free Diffusion-Weighted MR Imaging at Ultra-High Field (7T)
  • Funding organisation: German Research Foundation (DFG)
  • Funding period: 01.09.2012 until 31.08.2015
  • Localisation: 7T, Imaging, DTI, EPI, MRI, Magnetic Field, Susceptibility
  • Contact person: Prof. Dr. habil. Oliver Speck

 

In collaboration with the Research Campus STIMULATE, this project aims to improve Single-Shot Echo-Planar Imaging (EPI). This technique is widely used due to its high time efficiency and moderately high spatial resolution and is applied in various fields such as functional MRI (fMRI), perfusion imaging, and diffusion tensor imaging (DTI). However, EPI is particularly sensitive to magnetic field inhomogeneities caused by differences in the magnetic properties within the object being examined, which can lead to significant geometric distortions.

In this project, we develop methods to measure, characterize, and correct these distortions, especially at a field strength of 7T. This development is conducted both on test objects and on subjects and patients. The distortion correction method, optimized in preliminary work, will first be implemented for fMRI applications and then extended for DTI applications. The focus is on addressing distortions caused by eddy currents, which depend on the direction of diffusion encoding.

The primary goal is a significant improvement in the image quality of EPI, enhancing the sensitivity and accuracy of the method. These improvements are achieved without extending the measurement time, as all measurement data are directly incorporated into the calculation of the DTI results. By successfully implementing this project, it will be possible to overcome the challenges of EPI-based imaging at high magnetic field strengths like 7T, positively impacting the application in functional and diffusion-based MRI.

 

Further information about the project can be found here.

  • Projekttitel: Hochbeschleunigte verzerrungsfreie diffusionsgewichtete MR-Bildgebung bei ultrahohem Feld (7T) (DFG)
  • Fördermittelgeber: Deutsche Förderungsgesellschaft (DFG)
  • Förderzeitraum: 01.09.2012 bis 31.08.2015
  • Verortung: 7T, Bildgebung, DTI, EPI, MRT, Magnetfeld, Suszeptibilität
  • Ansprechperson: Prof. Dr. habil. Oliver Speck

 

In Zusammenarbeit mit dem Forschungscampus STIMULATE zielt dieses Projekt darauf ab, die Single-Shot Echo-Planar Bildgebung (EPI) zu verbessern. Diese Technik ist aufgrund ihrer hohen Zeiteffizienz und moderat hohen räumlichen Auflösung weit verbreitet und wird in verschiedenen Anwendungen wie der funktionellen MRT (fMRT), der Perfusionsbildgebung und der Diffusions-Tensor Bildgebung (DTI) eingesetzt. EPI ist jedoch besonders empfindlich gegenüber Magnetfeldinhomogenitäten, die durch Unterschiede in den magnetischen Eigenschaften innerhalb des Untersuchungsobjektes verursacht werden, was zu starken geometrischen Verzerrungen führen kann.

Im Rahmen dieses Projekts entwickeln wir Verfahren zur Messung, Charakterisierung und Korrektur dieser Verzerrungen, insbesondere bei einer Feldstärke von 7T. Diese Entwicklung wird sowohl an Testobjekten als auch an Probanden und Patienten durchgeführt. Die in Vorarbeiten optimierte Methode zur Verzerrungskorrektur wird zunächst für fMRI-Anwendungen implementiert und dann für DTI-Anwendungen erweitert. Dabei werden die durch Wirbelströme verursachten Verzerrungen, die von der Richtung der Diffusionskodierung abhängen, berücksichtigt.

Das Hauptziel ist eine signifikante Steigerung der Bildqualität von EPI, was die Sensitivität und die Genauigkeit der Methode verbessert. Diese Verbesserungen sollen ohne Verlängerung der Messzeit erreicht werden, da alle Messdaten direkt in die Berechnung der DTI-Ergebnisse einfließen. Durch die erfolgreiche Umsetzung dieses Projekts wird es möglich sein, die Herausforderungen der EPI-basierten Bildgebung bei hohen Magnetfeldstärken wie 7T zu bewältigen, was positive Auswirkungen auf die Anwendung in der funktionellen und diffusionsbasierten MRT haben wird.

 

Weitere Informationen zum Projekt können hier erhalten werden.