Optimierung der Labeling-Effizienz von pseudo-kontinuierlichem Arteriellem Spin-Labeling (pCASL) für die Messung der zerebralen Perfusion

Die zerebrale Perfusion ist eine wichtige physiologische Größe, die den Blutfluss in grauer bzw. weißer Hirnsubstanz beschreibt. Zur Perfusionsmessung in der klinischen Anwendung hat sich pseudo-kontinuierliches Arterielles Spin-Labeling (pCASL) als nichtinvasive Methode in der Magnetresonanzbildgebung etabliert. Das Anliegen der vorliegenden Arbeit ist es, pCASL zu charakterisieren und die Ursache für dessen Empfindlichkeit gegenüber intrinsischen Magnetfeldgradienten zu untersuchen. Anhand von Simulationen mit der Bloch-Gleichung konnten optimale Messparameter abgeleitet werden, um das Verfahren in dieser Hinsicht robuster zu machen. Die damit unabhängig von intrinsischen Magnetfeldgradienten bei 3\,T vorhergesagte hohe Labeling-Effizienz von 90\,\% wurde in vivo mittels eines eigens dafür entwickelten Messverfahrens experimentell validiert.Cerebral perfusion is an important physiological parameter that describes the blood flow in brain tissue. To measure perfusion in a clinical setting, pseudo-continuous arterial spin labeling (pCASL) has been established as noninvasive method in magnetic resonance imaging. The purpose of this work is to characterize pCASL and to investigate its susceptibility to intrinsic magnetic field gradients. By simulations based on the Bloch equation, optimal parameter settings could be derived with particular focus on robustness against their impairing influence. As a result, a high labeling efficiency of 90\% was predicted independently of magnetic field gradients at 3\,T. This finding could finally be validated in vivo by a dedicated experimental approach