Softwaretechnische Entwicklung von elektromagnetischen Hochfrequenzpulsen (HF-Pulse) für die Ultrahochfeld-Magneresonanztomographie (UHF-MRT) unter Verwendung von Mehrkanal-Hochfrequenz-Sendeeinheiten

• Antragsteller: Dr. Sebastian Schmitter
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 149260024

In der Magnetresonanztomographie (MRT) wird für die Bildgebung des menschlichen Körpers ein elektromagnetisches Hochfrequenzfeld (HF-Feld), das B1-Feld, zur Anregung der Kernspins bzw. der Magnetisierung benötigt. Im Gegensatz zu klinischen MRTSystemen mit einer Feldstärke von beispielsweise 1,5 Tesla treten bei 7 Tesla aufgrund der verkürzten Wellenlänge des HF-Feldes Interferenzen innerhalb des Zielorgans auf. Die Interferenzen führen dazu, dass die Amplitude des B1-Feldes räumlich stark variiert, was zu Intensitätsunterschieden innerhalb des MR-Bildes führt. Darüber hinaus steigt die spezifische Absorptionsrate (SAR) mit der B1-Amplitude quadratisch an und wird aufgrund der Interferenzen ortsabhängig. Um die Interferenzartefakte zu minimieren ist eine lokale Kontrolle über die B1-Amplitude notwendig. Dies lässt sich mit Hilfe von Sendeantennen, sogenannter Sendespulen, verwirklichen, die aus mehreren Elementen bestehen. Für ein vollständig paralleles Senden von Hochfrequenzpulsen (HF-Pulsen) der Spulenelemente wird ein Mehrkanal- MRT-Sendesystem benötigt, welches derzeit erst an wenigen Instituten weltweit verfügbar ist. Damit lässt sich einerseits eine homogenere Anregung und andererseits die gezielte Anregung eines beliebig geformten Teilvolumens des Körpers in angemessener Zeit erreichen. Der zeitliche Verlauf der von den einzelnen Spulenelementen gesendeten HF-Pulse zur Erzeugung des B1-Feldes muss zudem modifiziert werden, so dass insgesamt eine niedrige SAR erzeugt wird. Ziel des Forschungsaufenthaltes ist es, HF-Pulse für das parallele Senden zu entwickeln, die den genannten Anforderungen gerecht werden. Die durch die Pulse erzeugten B1-Felder werden mit Hilfe geeigneter Software simuliert und in Phantom- und Probandenmessungen verifiziert.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Pierre-Francois van de Moortele