Projektorientiertes RF-Spulendesign zur Optimierung von MR-Bildern

Chang-Hoon Choi, Ezequiel Farrher, Jörg Felder, Jing Wang, Antje Willuweit und N. Jon Shah

15. Mai 2023

Die Beobachtung von Stoffwechselveränderungen im visuellen Kortex mittels Einzelvoxel-MR-Spektroskopie (MRS) kann wertvolle Informationen über eine Reihe von Augenerkrankungen in vivo liefern. Für die Anwendung der Einzelvoxel-MRS ist jedoch ein Zielvoxel erforderlich, das ausreichend klein ist, um Störungen durch benachbarte Bereiche zu vermeiden, aber groß genug, um das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu maximieren. Die Wahl der HF-Spulen kann einen erheblichen Einfluss auf das SNR haben. Daher ist es wichtig, die für die Messungen verwendete Spule zu optimieren, was erheblich zur Verbesserung des SNR beitragen kann.

In dieser Arbeit wurden drei verschiedene HF-Spulen (zirkular polarisierte (CP) Hochpass-Birdcage-Spule und zwei CP-Oberflächenspulen mit unterschiedlichen Abmessungen) verglichen und ihre Leistung in Bezug auf den projektspezifischen Zweck der Untersuchung von Veränderungen der Metaboliten-Konzentration im visuellen Kortex des Rattengehirns in vivo mittels Einzel-Voxel-MRS bei 9,4 T bewertet.

Die Ergebnisse zeigten die eindeutigen Vorteile der optimierten kleinen Schleifenspule im Vergleich zur Vogelkäfig-Volumen-Kopfspule und zur mittelgroßen Schleifenspule. Dies veranlasste die Autoren zu der Schlussfolgerung, dass die von den Herstellern vorgegebene Standardeinstellung der Spule zwar vorteilhaft ist, wenn eine Abdeckung des gesamten Gehirns oder des Kopfes erforderlich ist, dass sie jedoch bei bestimmten Studien, die mehr Details erfordern, einschränkend sein könnte. Darüber hinaus kann durch die Verwendung eines optimierten Aufbaus die gesamte Messzeit verkürzt werden, und MR-Bilder oder -Spektren können mit einem wesentlich besseren SNR oder einer höheren Auflösung aufgenommen werden. Dies ermöglicht auch präzisere Messungen mit minimalen Fehlern und Zeit für die Einbeziehung zusätzlicher, potenziell interessanter Sequenzen für multiparametrische Studien oder den Vergleich mehrerer Voxel. Außerdem trägt die verkürzte Scanzeit zum Tierschutz bei translationalen Studien bei.

Originalpublikation: Project-Oriented RF Coil Comparison and Optimization for Preclinical, Single-Voxel MR Spectroscopy of the Rat Visual Cortex at 9.4 T