Magnetic Resonance Techniques for Sensitive Assessment of Microscopic Properties of Muscular and Adipose Tissue

Abstract

In this thesis, new methods were developed for a better characterization of tissue by means of magnetic resonance imaging and magnetic resonance spectroscopy. First, a method is described for a better separation of the overlapping intra- and extramyocellular lipid signals in 1H magnetic resonance spectra by means of the calculation of the magnetic field distribution in the examined tissue area. Second, echo planar imaging was adapted and optimized for diffusion-weighted imaging of lower leg musculature in order to gain maximal signal and to avoid image distortions caused by eddy currents induced in the scanner by switching gradients for diffusion weighting. Finally, a method was implemented for measurement of diffusion of fat in the lower leg.

In dieser Dissertation werden neue physikalische Methoden der Magnetresonanztomographie (MRT) und Magnetresonanzspektroskopie (MRS) zur besseren Charakterisierung von Gewebeeigenschaften vorgestellt. Zunächst wird eine Prozedur zur Bestimmung der Magnetfeldverteilung von intra- und extramyozellulären Fettsignalen aus der menschlichen Unterschenkelmuskulatur zur genaueren Trennung der in 1H Magnetresonanzspektren überlappenden Signale der beiden Fettanteile vorgestellt. Desweiteren wird die Optimierung einer Echo-Planar-Imaging Sequenz für Diffusionsmessungen am Unterschenkel für eine maximale Signalausbeute beschrieben. Dabei werden zusätzlich die durch das Schalten der zur Diffusionsgewichtung verwendeten Gradienten im Magnetresonanz-Tomographen erzeugten Wirbelströme und die damit verbundenen Bildartefakte diskutiert und eine Möglichkeit ihrer Minimierung vorgestellt. Abschließend wird eine Methodik zur Messung der Diffusion von Fett mittels MRT im menschlichen Unterschenkel gezeigt.