Echtzeit-MRT Ein Überblick
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- Frank Bieber
- vor 6 Jahren
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Transkript
1 Echtzeit-MRT Ein Überblick Jens Frahm Biomedizinische NMR Forschungs GmbH am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie Göttingen Deutsche Röntgen-Gesellschaft APT, Göttingen, 17. Juni 2017 Biomed NMR JF17/1
2 Beschleunigung > fach min = ms 18 ms Biomed NMR JF17/2
3 Magnetresonanz-Tomografie in Echtzeit I Technische Aspekte - Datenaufnahme und Bild-Rekonstruktion II Neue Möglichkeiten Ausgewählte Beispiele III Die nächste Generation - Quantitative Kartierungen: T1 - Modellbasierte Rekonstruktionen: Fluss - Interventionelle MRT & Feedback Studien Deutsche Röntgen-Gesellschaft APT, Göttingen, 17. Juni 2017 Biomed NMR JF17/1
4 Magnetresonanz-Tomografie Räumliche Kodierung mit Magnetfeld-Gradienten Bildberechnung durch Fourier Transformation Zwei Probleme Viele Einzel-Messungen Lange Wartezeiten Biomed NMR JF17/3
5 FLASH Schnelle MRT Keine Wartezeiten Schnelle Gradientenecho-MRT Zeitliche Auflösung: s Dreidimensionale MRT EKG-synchronisierte MRT-Filme Frahm et al, Deutsches Patent P , 12. Februar 1985 Biomed NMR JF17/4
6 FLASH II Echtzeit-MRT Sehr wenige Einzel-Messungen Schnelle Gradientenecho-MRT Zeitliche Auflösung: 10 ms MRT-Filme in Echtzeit Frahm et al, US Patent 8,384,383 B2, March 23, 2010 Biomed NMR JF17/5
7 Echtzeit-MRT Radiale Datenaufnahme Schnelle Gradientenecho-MRT - RF Spoiled FLASH (T1) - Refocused FLASH (T2/T1) - Balanced SSFP (T2/T1) Radiale Ortskodierung Robust gegen Bewegungen - Keine Phasenkodierung Tolerant gegen Unterabtastung - Gleichwertigkeit der Speichen - Zentrale Überabtastung Zhang et al, J Magn Reson Imaging 31: , 2010 Biomed NMR JF16/6
8 Echtzeit-MRT Bildrekonstruktion Parallele Datenaufnahme Iterative Bildberechnung als mit vielen Empfangsspulen, radialer Ortskodierung und extremer Unterabtastung nichtlineares inverses Problem Uecker et al, Magn Reson Med 60: , 2008 Biomed NMR JF17/7
9 Echtzeit-MRT Raumzeitliche Genauigkeit 5 10 cm s cm s ms 30 Bilder pro Sekunde 10 ms 100 Bilder pro Sekunde Frahm et al, The Open Med Imaging J 8:1-7, 2014 Biomed NMR JF17/8
10 Echtzeit-MRT Beschleunigte Berechnung Parallelisierung des NLINV Algorithmus Rechner mit 2 4 Grafikkarten Eigene GPU Programmbibliothek Volle Integration in ein kommerzielles MRT System Aktuell: Bis zu 55 Bilder pro Sekunde Biomed NMR JF17/9
11 Magnetresonanz-Tomografie in Echtzeit I Technische Aspekte - Datenaufnahme und Bild-Rekonstruktion II Neue Möglichkeiten Ausgewählte Beispiele III Die nächste Generation - Quantitative Kartierungen: T1 - Modellbasierte Rekonstruktionen: Fluss - Interventionelle MRT & Feedback Studien Deutsche Röntgen-Gesellschaft APT, Göttingen, 17. Juni 2017 Biomed NMR JF17/1
12 Echtzeit-MRT Kiefergelenk T2/T1 Kontrast T1 Kontrast 15 Bilder pro Sekunde Krohn et al, Eur J Radiol 85: , 2016 Biomed NMR JF17/10
13 Echtzeit-MRT Schluckvorgänge Normaler Schluckakt Dysphagie 25 Bilder pro Sekunde Olthoff et al, Gastroenterol Res Pract, 2014 & Neurology 87:1-7, 2016 Biomed NMR JF17/11
14 Echtzeit-MRT Schluckvorgänge Speiseröhre Pförtnermuskel 25 Bilder pro Sekunde Zhang et al, Sci Rep 5:12112, 2015 Biomed NMR JF17/12
15 Echtzeit-MRT Herzfunktion Vierkammerblick Kurzachsenblick 30 Bilder pro Sekunde Kooperation: Lotz & Hasenfuß, Universitätsmedizin Göttingen Biomed NMR JF17/13
16 Echtzeit-MRT Vorhofflimmern EKG-abhängige CINE-Technik Echtzeit-MRT 30 Bilder pro Sekunde Kooperation: Unterberg, Universitätsmedizin Göttingen Biomed NMR JF17/14
17 Echtzeit-MRT Pädiatrische Patienten 3 Jahre 2 Monate mm 3, Messfeld mm 2, 30 Bilder pro Sekunde Kooperation: Steinmetz, Universitätsmedizin Göttingen Biomed NMR JF17/15
18 Echtzeit-MRT Blutfluss Aufsteigende Aorta, v enc = 200 cm s Bilder pro Sekunde Untenberger et al, Magn Reson Med 75: , 2016 Biomed NMR JF17/16
19 Echtzeit-MRT Blutfluss Gesunde Aortenklappe Klappeninsuffizienz 28 Bilder pro Sekunde Untenberger et al, Magn Reson Med 75: , 2016 Biomed NMR JF17/17
20 Magnetresonanz-Tomografie in Echtzeit I Technische Aspekte - Datenaufnahme und Bild-Rekonstruktion II Neue Möglichkeiten Ausgewählte Beispiele III Die nächste Generation - Quantitative Kartierungen: T1 - Modellbasierte Rekonstruktionen: Fluss - Interventionelle MRT & Feedback Studien Deutsche Röntgen-Gesellschaft APT, Göttingen, 17. Juni 2017 Biomed NMR JF17/1
21 Echtzeit-MRT Quantitative T1 Kartierung Aufnahme einer Bildserie nach Inversion des MRT-Signals Wang et al, Br J Radiol 89: , 2016 Biomed NMR JF17/18
22 Echtzeit-MRT Quantitative T1 Kartierung Herzbasis Herzspitze T1 / s mm 3, Automatische systolische Maskierung, Messzeit 3 s Wang et al, Br J Radiol 89: , 2016 Biomed NMR JF17/19
23 Echtzeit-MRT Quantitative T1 Kartierung Leber & Nieren Ausschnitt mm 3, 43 ms pro Einzelbild, Messzeit 3 s Wang et al, The Open Med Imaging J 9:1-8, 2015 Biomed NMR JF17/20
24 Echtzeit-MRT Quantitative T1 Kartierung 22 Karten des Gehirns in 88 s Schicht #15, Ausschnitt mm 3, 64 ms pro Einzelbild, Messzeit 4 s Wang et al, The Open Med Imaging J 9:1-8, 2015 Biomed NMR JF17/21
25 Echtzeit-MRT des Blutflusses Modellbasiert Konventionell Modellbasierte Rekonstruktion 28 Bilder pro Sekunde 39 Bilder pro Sekunde Tan et al, Magn Reson Med 77: , 2017 Biomed NMR JF17/22
26 Echtzeit-MRT Interaktive Schichtwahl 30 Bilder pro Sekunde Voit et al, 2017 Biomed NMR JF17/23
27 Echtzeit-MRT Visuelle Rückkopplung Patient / Horn mit Rückkopplung 30 Bilder pro Sekunde Kooperation: Iltis, Boston Biomed NMR JF17/24
28 Echtzeit-MRT Dein ist mein Herz - Arun A. Joseph - Oleksandr Kalentev - Jakob Klosowski - K. Dietmar Merboldt - Volkert Roeloffs - Sebastian Schätz - Zhengguo Tan - Martin Uecker - Markus Untenberger - Dirk Voit - Xiaoqing Wang - Shuo Zhang Deutsche Röntgen-Gesellschaft APT, Göttingen, 17. Juni 2017 Biomed NMR JF17/1
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