Characterizing and reducing image distortions of hybrid PET-MRI systems

Gross-Weege, Nicolas; Schulz, Volkmar (Thesis advisor); Stahl, Achim (Thesis advisor)

Aachen (2020) [Doktorarbeit]

Seite(n): 1 Online-Ressource (xiii, 131 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Kurzfassung

Die Kombination von Positronen-Emissions-Tomografie (PET) und Magnet-Resonanz-Tomografie (MRT) ist eine vielversprechende hybride Bildgebungsmodalität. Ein PET-System mit einem MRT-System zu kombinieren stellt jedoch eine technische Herausforderung dar. Auf der einen Seite verwendet die MRT starke und schnell schaltende Magnetfelder, welche die elektronischen Komponenten des PET-Systems stören oder auch beschädigen können. Auf der anderen Seite können die PET-Komponenten die Magnetfelder des MRT-Systems stören und dabei Bildartefakte verursachen. Insbesondere schaltet die MRT niederfrequente Magnetfeldgradienten welche Wirbelströme in allen leitenden Komponenten induzieren. Die Wirbelströme erzeugen ihrerseits superpositionierende Magnetfelder und stören damit die Magnetfeldgradienten. Störungen der Magnetfeldgradienten können Bildartefakte verursachen, da die Ortskodierung der MRT auf diesen beruht. Die Bildartefakte können besonders bei simultanen PET-MRT-Systemen schwerwiegend sein, weil PET Systeme typischerweise aus vielen leitfähigen Komponenten bestehen, wie zum Beispiel Kühlstrukturen, Hochfrequenzabschirmungen oder Platinen mit leitfähigen Flächen. In dieser Arbeit wurde eine Kernspinresonanz-Sonde entwickelt, um die Störungen der Magnetfeldgradienten zu charakterisieren, die durch die Komponenten des PET-Systems verursacht werden. Die Kernspinresonanz-Sonde erlaubt es Magnetfelder zeitaufgelöst an einer Position mit hoher Empfindlichkeit zu messen und ist damit den üblichen Charakterisierungsmethoden überlegen. Mithilfe der Kernspinresonanz-Sonde wurde die Hochfrequenzabschirmung des PET-Systems bezüglich der induzierten Störungen optimiert. Des Weiteren konnten die von einem Kleintier PET-System verursachten Störungen der Magnetfeldgradienten quantitativ charakterisiert werden. Dafür wurde die sogenannte Gradienten-Impuls-Antwort-Funktion des PET-Systems gemessen. Schließlich wurde die Information der Gradienten-Impuls-Antwort in der Bildrekonstruktion berücksichtigt. Damit konnten die Bildartefakte korrigiert werden, die von Störungen der Magnetfeldgradienten durch das PET-System verursacht wurden. Diese Arbeit behandelt also Methoden zur Reduzierung von MRT-Bildartefakten, welche von in das MRT-System eingebauten elektronischen und leitfähigen Komponenten verursacht werden.

Identifikationsnummern

  • REPORT NUMBER: RWTH-2020-08949

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