STEAM-Sequenz mit Multi-Echo-Auslese für die statische Magnetresonanz-Elastographie

ZusammenfassungIn der statischen Magnetresonanz-Elastographie wird die Elastizität innerhalb eines Objekts über die Messung der internen Verschiebung zwischen zwei Kompressionszuständen bestimmt. Um den Signalverlust während der langen Verzögerungszeit zwischen dem Anlegen einer externen Kompression und dem Erreichen des statischen Kompressionszustands zu minimieren, wird eine STEAM-Sequenz mit langer Mixing-Time verwendet, was in langen Aufnahmezeiten resultiert. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer STEAM-Sequenz mit einer Multi-Echo-Auslese, die eine Reduzierung der Aufnahmezeit und der notwendigen externen Kompressionen erlaubt. An einem Agarose-Gel-Phantom mit einem harten Einschluss wurden die alte und die neu entwickelte STEAM-Sequenz verglichen. Zusätzlich wurde die Elastizität von thermischen Läsionen, die durch hochenergetischen fokussierten Ultraschall (HIFU) in einem Gewebephantom induziert wurden, untersucht. Im Vergleich erlaubte die Multi-Echo-Auslese bei gleicher Messzeit mehr Akquisitionen pro Bild, wodurch das Signal-zu-Rausch-Verhältnis erhöht und die Messfehler deutlich reduziert werden konnten. Als nachteilig erwiesen sich ein erhöhter Signalverlust aufgrund des T2-Zerfalls und eine größere Sensitivität gegenüber Geisterartefakten, die durch die k-Raum-Segmentierung verursacht wurden. Die Darstellung der thermisch induzierten Läsionen zeigte einen deutlichen Elastizitätskontrast zwischen Normalgewebe und abladiertem Bereich. Mit der höheren Messgenauigkeit der neuen STEAM-Sequenz konnte gezeigt werden, dass dieser Kontrast signifikant größer ist als der in konventionellen MR-Parametern.

In static magnetic resonance elastography, the elasticity of an object is determined by measuring the internal displacement between two compression states. To reduce signal loss during the long time delay between application of external deformation and the static compression state, a STEAM sequence with a long mixing time is used. This results in long scan times. The aim of this work was the development of a STEAM sequence with a multi-echo-readout, which allows the reduction of scan time and number of necessary external deformations. This new sequence was compared to the standard STEAM sequence on an agarose gel phantom with a hard inclusion. In addition, the elasticity of thermal tissue lesions was investigated, which were induced using high-intensity focused ultrasound (HIFU). During a given measurement time, more acquisitions per image can be taken using the multi-echo-readout. As a result the signal-to-noise ratio is increased and errors in the data become clearly smaller. Drawbacks of the new sequence are its higher signal loss due to T2-decay and its greater sensitivity against ghosting artefacts caused by k-space segmentation. During the investigation of the thermally-induced lesions, a clear contrast in elasticity between normal tissue and the treated region was observed. Taking advantage of the greater accuracy of the new STEAM sequence, it was shown, that this contrast is significantly larger than the one in conventional MR parameters.