Rekonstruktion von Phasenbildern für die GRAPPA-basierte suszeptibilitäts-gewichtete Bildgebung (SWI)

Ziele: Die suszeptibilitätsgewichtete Bildgebung (SWI) beruht auf der Verwendung von Magnituden- und Phasenbildern. Die notwendigen hochaufgelösten 3D Gradientenechosequenzen führen zu langen Messzeiten; daher ist der Einsatz von paralleler Bildgebung wünschenswert. Dies setzt Phased Array Spulen voraus und damit Verfahren zur Kombination der (Phasen-)bilder der Einzelkanäle. In der Regel stellen Hersteller SENSE oder GRAPPA als parallele Bildgebungstechniken zur Verfügung. Bei SENSE ist eine Kanalkombination inhärent enthalten, wohingegen sie bei GRAPPA nachträglich angewendet werden muss. Da die üblichen Methoden oft zu Phasenbildern mit Singularitäten führen, die nicht entwrappt werden können, wurde im Rahmen dieser Studie GRAPPA mit einer SENSE-artigen Kanalkombination kombiniert. Methode: Die von Roemer vorgeschlagene Kanalkombination wurde im ICE Framework eines Siemens Tim Trio Scanners implementiert. Die Sensitivitätskarten wurden aus einem zusätzlichen niedrigaufgelösten Scan mit der entsprechenden Phased Array Spule und der Körperspule ermittelt und – wie im SENSE-Algorithmus beschrieben – berechnet. Für die Sensitivitätskarten wurden 2D Gradientenecho Sequenzen mit TE=3,6ms/TR=7,4ms/Alpha=25°/Schichtdicke=5mm/Matrix=64×64 verwendet. Orientierung und Volumen entsprach der hochaufgelösten Messung, für die die Kanalkombination angewandt wurde. Die Methode wurde an Phantommessungen mit einer Standard-SWI Sequenz verifiziert und für die SWI am Gehirn (5 Probanden) und bei T2*-Messungen am Herz (10 Probanden) angewandt. Zum Vergleich wurden Phasenbilder mit „Adaptive Combine“ und „komplexer Kombination“ berechnet. Alle Messungen erfolgten mit einem GRAPPA Faktor von 2. Ergebnis: Die mit der vorgeschlagenen Methode berechneten Phasenbilder zeigten gute Übereinstimmung mit denen der Körperspule. Sie wiesen keine Singularitäten in Bereichen mit Signalintensität auf. Die mit „komplexer Kombination“ berechneten Phasenbilder zeigten in der Regel Phasenfehler. Adaptive Combine führte in mehreren Fällen zu Auslöschungsartefakten in der Magnitude, Singularitäten in der Phase und zeigte in der Phasentopographie Abweichungen von der mit der Körperspule ermittelten Phase. Schlussfolgerung: Mit der vorgestellten Methode kann eine korrekte Kombination der Phasenbilder erzielt werden, so dass ein Entwrappen der Phasen möglich wird. Mit GRAPPA verkürzte sich die Messzeit der SWI von 15 auf 8min, wobei die Akquisition der Sensitivitäten zusätzlich nur 30s benötigt.

Korrespondierender Autor: Ros C

Uniklinikum Jena, Arbeitsgruppe Medizinische Physik; Institut für Diagnostik und Interventionelle Radiologie, Philosophenweg 3, 07743 Jena

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