Entwicklung von Algorithmen zur Korrektur von Atembewegungen in der MRT-basierten koronaren HerzbildgebungDie EKG-getriggerte MR-Koronarangiographie wurde in den letzten Jahren
hinsichtlich vieler Aspekte verbessert. Bei dieser Anwendung ist es
erstrebenswert, die Bildgebung unter freier Atmung durchzuführen. Erstens ist
dies angenehm für den Patienten, weil damit keine langen und wiederholten
Atemanhaltezyklen erforderlich sind - somit wird die Untersuchung von Kindern
und Patienten möglich, die Schwierigkeiten haben, die Luft auch nur kurz
anzuhalten. Zweitens muss damit die Akquisitionszeit nicht auf ein zeitliches
Atemanhalte-Fenster beschränkt werden und lässt sich somit merklich ausdehnen.
Zudem werden Aufnahmen unter freier Atmung im Vergleich zu Messungen unter
Anhalten des Atems als klinisch relevanter angesehen, weil mit letzteren nicht
vollständig verstandene Änderungen des Blutflusses und -druckes im Bereich des
Herzens einhergehen können.
Gut etabliert ist der Einsatz von stabförmigen Navigatoren, die typischerweise
auf der Kuppe des rechten Zwerchfells positioniert werden und eine prospektive
Verfolgung der Atembewegung in Echtzeit und in Richtung des
Hauptbewegungsmusters, d.h. der Superior-Inferior-Richtung (SI-Richtung),
liefern. Bei dieser Methode wird ein Akzeptanzfenster für die Atembewegung
definiert, so dass außerhalb dieses Fensters akquirierte Daten verworfen und im
darauffolgenden R-R-Intervall erneut gemessen werden. Bei diesem Ansatz, bei dem
man üblicherweise einen linearen Zusammenhang zwischen den Verschiebungen von
Zwerchfell und Herz mit einem festen, patientenunabhängigen Korrekturfaktor
annimmt, muss man einen sehr kleinen Akzeptanzbereich - typischerweise 5mm -
verwenden, was zu einer reduzierten Scan-Effizienz von 30-50% und verlängerten
Messzeiten führt.
Obwohl Navigator-gesteuerte Techniken prinzipiell effizient sind, was die
Minimierung von durch Atembewegung erzeugten Artefakten angeht, gibt es eine
Anzahl von möglichen Fehlerquellen. Erstens kann die Korrelation zwischen der
gemessenen Navigator-Position und der aktuellen Position des Herzens
beeinträchtigt sein durch Hysterese-Effekte, eine ungenaue
Navigatorpositionierung und den zeitlichen Abstand zwischen Navigator- und
Bildaufnahme. Zweitens können irreguläre Atemmuster die Aufnahme-Effizienz
merklich verschlechtern, was zu einer Verlängerung der Messzeit führt. Drittens
ist eine ausgedehnte Aufnahme von Navigator-Scouts vor der eigentlichen
Bildaufnahme erforderlich. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung von Algorithmen für die
Bewegungserfassung und -korrektur, die direkt in die Bildaufnahme integriert
werden können und die Limitationen des bisherigen Gold-Standards überwinden.
Damit soll eine Verkürzung und Vereinfachung der Planungsphase vor der
eigentlichen Messung und eine Maximierung der Aufnahme-Effizienz möglich werden.
| Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Joachim Hornegger, Michael Zenge Ph.D., Arne Littmann Ph.D.
Beteiligte: Dipl.-Ing. Davide Piccini
Stichwörter: Atembewegung; Bewegungskorrektur; 3D Akquisition; Koronarien; MRT
Laufzeit: 1.12.2008 - 30.11.2011
Förderer: Siemens AG, Healthcare Sector
Kontakt: Piccini, Davide E-Mail: davide.piccini@cs.fau.de
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