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DOI: 10.1055/s-0033-1346217
Effekt von molekularem Sauerstoff auf Relaxationszeiten bei klinischen Feldstärken
Ziele: Molekularer Sauerstoff ist paramagnetisch und beeinflusst die Relaxationszeiten von Geweben in der MRT. Die aktuell einzige angewendete Technik, um den Sauerstoffpartialdruck im Körper zu erhöhen, ist die Inhalation von purem Sauerstoff. Es ist jedoch nur wenig über die Abhängigkeit der Relaxationszeiten vom Sauerstoffpartialdruck bekannt. Ziel dieser Studie war, den Einfluss von molekularem Sauerstoff auf die Relaxationszeiten bei klinischen Feldstärken zu untersuchen. Methode: Es wurden Relaxationsmessungen in einem NaCl-Phantom mit fünf unterschiedlichen Sauerstoffpartialdrücken von 0 – 760 mmHg durchgeführt. Alle Messungen wurden sowohl bei 1,5T als auch bei 3,0T durchgeführt. Zur T1-Zeit Bestimmung wurde eine Inversion Recovery Sequenz mit 20 verschiedenen Inversionszeiten verwendet (100 ms-15 s), zur T2-Zeit Bestimmung eine Spin-Echo Sequenz mit insgesamt 9 verschiedenen Echozeiten (10 ms-2 s). Die gemessenen T1- und T2-Zeiten ermöglichten eine Berechnung der Relaxivität von Sauerstoff. Ergebnis: Unterschiede des Sauerstoffpartialdrucks können mit der MRT sowohl qualitativ als auch quantitativ bei 1,5T und 3,0T gemessen werden. Bei einem Anstieg des Sauerstoffpartialdrucks von 0 auf 760 mmHg beträgt die T1-Zeit von NaCl-Lösung 3,05 s – 1,88 s bei 1,5T und 3,03 s – 2,04 s bei 3,0T, die T2-Zeit 2,66 s – 1,77 s bei 1,5T und 1,97 s – 1,36 s bei 3.0T. Die berechnete Relaxivität von Sauerstoff beläuft sich auf r1 = 2,82 × 10 – 4 s-1 mmHg-1 und r2 = 2,73 × 10 – 4 s-1 mmHg-1 bei 1,5T, und r1 = 2,21 × 10 – 4 s-1 mmHg-1 und r2 = 3,28 × 10– 4 s-1 mmHg-1 bei 3,0T. Schlussfolgerung: Die Charakterisierung des paramagnetischen Effekts von molekularem Sauerstoff in der MRT Bildgebung ermöglicht die Optimierung dieses Kontrastmechanismus sowohl für wissenschaftliche Studien als auch für die klinische Bildgebung. Basierend auf den Ergebnissen der vorgestellten Messungen kann das SNR der T1-gewichteten, sauerstoffverstärkten Bildgebung optimiert werden.
Korrespondierender Autor: Kramer H
University of Wisconsin – Madison, Department of Radiology, 600 Highland Ave., 53792 Madison, WI
E-Mail: hkramer3@wisc.edu
MRT - Relaxivität - Sauerstoff