@phdthesis{Greiser2003,
  author    = {Greiser, Andreas},
  title     = {Dichte-gewichtete Phasenkodierung zur effizienten k-Raumabtastung in der NMR-Bildgebung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7145},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Die spektroskopische NMR-Bildgebung (Chemical Shift Imaging, CSI) kombiniert die Lokalisationstechniken der NMR-Tomographie mit der NMR-Spektroskopie und bietet so eine ortsaufgel{\"o}ste metabolische Information {\"u}ber das untersuchte Gewebe. Mit dieser Technik k{\"o}nnen Stoffwechselvorg{\"a}nge direkt und quantitativ untersucht werden. Deshalb finden die Verfahren der spektroskopischen NMR-Bildgebung in der medizinischen Forschung eine immer breitere Anwendung. Zwei Aspekte erschweren hierbei die klinische Etablierung dieser Methoden: die aufgrund der geringen Empfindlichkeit langen notwendigen Messzeiten bei dennoch geringer r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sung und die im Vergleich zur herk{\"o}mmlichen NMR-Tomographie aufwendigere Datenauswertung. In der vorliegenden Arbeit wurden in beiden Punkten substantielle methodische Fortschritte erzielt. In einer Fallstudie mit Herzpatienten konnten erstmals die Ver{\"a}nderungen der Metabolitensignale auf 31P-Karten visualisiert werden. Die dabei erreichte Empfindlichkeit erlaubt auch die Untersuchung der Herzhinterwand, wobei hier die Sensitivit{\"a}t an der Grenze des f{\"u}r eine Individualdiagnostik minimal akzeptablen Signal-Rausch-Verh{\"a}ltnisses (SNR) liegt. Der Einsatz h{\"o}herer Grundfeldst{\"a}rken in der 31P-NMR-Spektroskopie l{\"a}ßt einen deutlichen Empfindlichkeitsgewinn erwarten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine umfassende Vergleichsstudie zwischen einem klinischen 1,5 T NMR-Bildgebungssystem und einem 2,0 T Tomographen durchgef{\"u}hrt. Der beobachtete Empfindlichkeitsgewinn von 45\% steht im Rahmen der Messgenauigkeit in Einklang mit einem theoretisch zu erwartenden, linearen Anstieg des SNR. Die Lokalisationseigenschaften eines ortsaufgel{\"o}sten NMR-Experiments werden dadurch bestimmt, wie die der k-Raum, der Raum der r{\"a}umlichen Frequenzen, abgetastet wird. Insbesondere in r{\"a}umlich niedrig aufgel{\"o}sten Experimenten f{\"u}hren die Seitenbanden der r{\"a}umlichen Antwortfunktion zu Signalkontamination. Bei der Phasenkodierung kann diese Kontamination durch eine auf unterschiedlichen Mittelungszahlen beruhende Wichtung der k-Raumabtastung unterdr{\"u}ckt werden. Bei vorgegebener Experimentdauer und r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sung verringert diese Akkumulations-gewichtetete Phasenkodierung jedoch im Vergleich zum ungewichteten Experiment den abdeckbaren Bildbereich. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag deshalb auf der Entwicklung eines neuen k-Raum-Abtastschemas. Dieses Abtastschema basiert auf einer Modulation der Abtastdichte im k-Raum und wird deshalb als Dichte-Wichtung („DW") bezeichnet. Zur Diskretisierung einer gew{\"u}nschten kontinuierlichen Wichtungsfunktion dient ein neuer, nicht-iterativer Algorithmus, der aus den Eingangsparametern r{\"a}umliche Aufl{\"o}sung und Gesamt-Akkumulationszahl ein geeignetes Abtastschema generiert. Die Lokalisations-Eigenschaften der Dichte-Wichtung wurden ausf{\"u}hrlich analysiert und mit den etablierten Phasenkodierschemata verglichen. Die Dichte-gewichtete k-Raumabtastung kombiniert die Vorteile der Akquisitions-gewichteten Phasenkodierung mit einem maximierten Bildbereich. So kann bei k{\"u}rzeren Experimentdauern ein deutlicher Gewinn an Lokalisationsqualit{\"a}t erzielt werden, ohne dabei die Vorteile einer reinen Phasenkodierung aufzugeben. F{\"u}r die Dichte-gewichtete Phasenkodierung gibt es ein weites Anwendungsfeld. Sie wurde im Rahmen dieser Arbeit in mehreren vorklinischen Studien erfolgreich eingesetzt. Die theoretisch zu erwartenden Vorteile bez{\"u}glich der Lokalisationseigenschaften best{\"a}tigten sich experimentell. Im Bereich der spektroskopischen 31P-NMR-Bildgebung in vivo erwies sich die Dichte-Wichtung als deutlich bessere Alternative zur Akkumulations-Wichtung. Die Einfaltungen des starken Brustmuskelsignals, welche im bisher verwendeten 31P CSI Protokoll den Informationsgehalt der Metabolitenkarten beeintr{\"a}chtigt hatten, konnten unterdr{\"u}ckt werden. In der 23Na-NMR-Bildgebung am Herzen wurde das DW Abtastschema eingesetzt, um die Verbesserung der Lokalisationsqualit{\"a}t durch Akquisitions-Wichtung erstmals auch in der 23Na-NMR-Bildgebung am menschlichen Herzen zu nutzen. Es konnte gezeigt werden, daß die DW Methode deutliche Vorteile im Vergleich zu den herk{\"o}mmlichen Abtastungen liefert. Mit der DW Methode gelang es, 23Na-Bilder des menschlichen Herzens von bisher unerreichter Qualit{\"a}t zu erzeugen. Insgesamt wurde mit der Dichte-gewichteten k-Raumabtastung in der vorliegenden Arbeit eine flexible und effiziente Art der Akquisitionswichtung entwickelt. Zus{\"a}tzlich zu einer deutlichen Verbesserung der Lokalisationsqualit{\"a}t bei optimaler Empfindlichkeit wird mit DW auch die Optimierung des abdeckbaren Bildbereichs erreicht. Somit bietet DW im Vergleich zum Akkumulations-gewichteten Experiment eine gr{\"o}ßere Flexibilit{\"a}t bei der Wahl der experimentellen Parameter Aufl{\"o}sung und Experimentdauer. Dar{\"u}ber hinaus ist das DW Abtastschema potentiell f{\"u}r jedes NMR-Bildgebungsexperiment mit niedriger r{\"a}umlicher Aufl{\"o}sung von Nutzen.},
  subject      = {Herzfunktionsdiagnostik},
  language  = {de}
}
@article{HeidenreichWengDonhauseretal.2019,
  author    = {Heidenreich, Julius F. and Weng, Andreas M. and Donhauser, Julian and Greiser, Andreas and Chow, Kelvin and Nordbeck, Peter and Bley, Thorsten A. and K{\"o}stler, Herbert},
  title     = {T1- and ECV-mapping in clinical routine at 3 T: differences between MOLLI, ShMOLLI and SASHA},
  series = {BMC Medical Imaging},
  volume    = {19},
  journal   = {BMC Medical Imaging},
  doi       = {10.1186/s12880-019-0362-0},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-201999},
  pages     = {59},
  year      = {2019},
  abstract  = {Background T1 mapping sequences such as MOLLI, ShMOLLI and SASHA make use of different technical approaches, bearing strengths and weaknesses. It is well known that obtained T1 relaxation times differ between the sequence techniques as well as between different hardware. Yet, T1 quantification is a promising tool for myocardial tissue characterization, disregarding the absence of established reference values. The purpose of this study was to evaluate the feasibility of native and post-contrast T1 mapping methods as well as ECV maps and its diagnostic benefits in a clinical environment when scanning patients with various cardiac diseases at 3 T. Methods Native and post-contrast T1 mapping data acquired on a 3 T full-body scanner using the three pulse sequences 5(3)3 MOLLI, ShMOLLI and SASHA in 19 patients with clinical indication for contrast enhanced MRI were compared. We analyzed global and segmental T1 relaxation times as well as respective extracellular volumes and compared the emerged differences between the used pulse sequences. Results T1 times acquired with MOLLI and ShMOLLI exhibited systematic T1 deviation compared to SASHA. Myocardial MOLLI T1 times were 19\% lower and ShMOLLI T1 times 25\% lower compared to SASHA. Native blood T1 times from MOLLI were 13\% lower than SASHA, while post-contrast MOLLI T1-times were only 5\% lower. ECV values exhibited comparably biased estimation with MOLLI and ShMOLLI compared to SASHA in good agreement with results reported in literature. Pathology-suspect segments were clearly differentiated from remote myocardium with all three sequences. Conclusion Myocardial T1 mapping yields systematically biased pre- and post-contrast T1 times depending on the applied pulse sequence. Additionally calculating ECV attenuates this bias, making MOLLI, ShMOLLI and SASHA better comparable. Therefore, myocardial T1 mapping is a powerful clinical tool for classification of soft tissue abnormalities in spite of the absence of established reference values.},
  language  = {en}
}