7T Diffusions-Tensor-Bildgebung und Fibertracking mit SENSE für die neurochirurgische Planung

Ziele: Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) misst die molekulare Diffusion im menschlichen Gehirn und kann mithilfe von Fibertracking Nervenfaserbündel in der weißen Substanz im menschlichen Gehirn darstellen. Bei niedrigen Feldstärken ist DTI mit Einzelanregungsprotokollen durch eine niedrige Auflösung und ein geringes Signal-Rausch-Verhältnis limitiert. Diese Limitationen können durch hohe statische Magnetfeldstärken und die Verwendung von parallelen Bildgebungstechniken wie SENSitivity Encoding (SENSE) beseitigt werden. Ziel dieser Studie war es das Potential von 7T-SENSE-DTI bei der Darstellung von Nervenfaserbündel in der weißen Substanz zu erforschen und 7T-Fibertracking für die neurorchirurgische Planung bei einem Hirntumorpatienten zur Verfügung zu stellen. Methode: Das Potential von SENSE-DTI wurde an 10 gesunden Probanden in einem 7T Ganzkörper-MR-Tomographen (Achieva, Philips Medical Systems, Cleveland, OH, USA) mit einer 16-Kanal SENSE-Kopfspule (Nova Medical, Wilmington, MA, USA) erforscht. Um Bewegungsartefakte in den DTI Bildern zu reduzieren, wurden die Datensätze nachverarbeitet und Nervenfaserbündel mithilfe der Software Philips' Research Imaging Development Environment rekonstruiert. Mit der optimierten Messequenz (Messparameter: TR=3000ms; TE=86ms; FOV=230mm2; Matrix=128×128; b=0, 1000s/mm2; Schichtdicke=2mm; SENSE=4 and NSA=1) wurde anschließend eine 37 jährige Hirntumorpatientin nach Tumorresektion bei 7T untersucht, um dem Neurorchirurgen, für die Planung einer notwendigen Nachresektion eine Rekonstruktion der Nervenfaserbündel zur Verfügung zu stellen. Ergebnis: SENSE-DTI bei 7T erlaubt die Aufnahme von diffusionsgewichteten MR-Bildern mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis und minimiert vorhandene Suszeptibilitätsartefakte. Die Analyse der postoperativ aufgenommenen Fraktionellen Anisotropie Parameterbilder und die Nervenfaserrekonstruktionen bei einem Patienten nach Hirntumorresektion zeigten den Verlauf der verbleibenden Nervenfaserbündel und halfen bei der Planung der Nachresektion. Schlussfolgerung: 7T-Diffusions-Tensor-Bildgebung mit SENSE ermöglicht, Information über den Verlauf der Nervenfasern im menschlichen Gehirn zu erhalten. Die Nervenfaserdarstellung mit hochaufgelösten SENSE-DTI Datensätzen bei 7T bietet eine vielversprechende Möglichkeit, die neuronale Vernetzung des menschlichen Gehirns genauer zu erforschen und kann für die neurochirurgische Planung genutzt werden.

Korrespondierender Autor: Sammet S

The Ohio State University, Department of Radiology, 1654 Upham Drive, 647 Means Hall, 43210 Columbus

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