Einleitung
Im Bereich der Kardio-MRT hat sich die T_1ρ Quantifizierung zu einer alternativen Methode für die Charakterisierung fibrotischer Narben entwickelt, da der T_1ρ Relaxationsmechanismus eine hohe Sensitivität gegenüber Remodeling auf zellulärer Ebene aufweist. Im Gegensatz zu T₁ und T₂ wird hierbei keine Kontrastmittelgabe benötigt, weshalb T_1ρ bereits als nativer Fibrose-Index vorgeschlagen wurde [1].
Systematische Fehler der T_1ρ Quantifizierung können jedoch durch eine unregelmäßige Atmung während der Bildakquisition entstehen [2]. Ursache ist hierbei eine Beeinflussung von T_1ρ durch die T₁ Relaxation. Der effektiv gemessene T_1ρ-Wert hängt somit von der mittleren Atemfrequenz, den Sequenzparametern und T₁ ab.
In dieser Arbeit zeigen wir die Problematik der Atmungsabhängigkeit innerhalb einer Kleintierstudie auf. Anschließend präsentieren wir eine optimierte T_1ρ Sequenz, die für freie Atmung präventiv stabilisiert wurde. Diese neue Methode wurde im in vivo Experiment bei Mäusen erfolgreich eingesetzt.

Methoden
Alle Messungen wurden an einem 7T-Kleintier-MRT durchgeführt. Die k-Raum-Akquisition wurde für schnelle kardiale Bildgebung optimiert [2]. Es wurden Daten von N=44 T_1ρ Quantifizierungen an Mäusen ausgewertet und deren Abhängigkeit von der Atemfrequenz überprüft. Um den Einfluss der Atmung präventiv zu reduzieren, wurde anschließend ein neuartiges Sequenzdesign erprobt (Abb. 1). Hierbei wurde ein Magnetisierungs-Reset in Kombination mit einer Flipwinkel-Rampe implementiert. Der Magnetisierungs-Reset reduziert den systematischen T₁-Einfluss, während die Verwendung der Flipwinkel-Rampe das Signal-Rausch-Verhältnis maximiert. Das neue Verfahren wurde im in vivo Experiment erprobt und mit der Methode aus [2] verglichen.

Ergebnisse
Die Abhängigkeit der T_1ρ Quantifizierung von der Atemfrequenz ist in Abb. 2 dargestellt. Es konnte eine signifikante positive Korrelation (r=0.708, p<0.001) festgestellt werden. Durchschnittlich wurde eine Unterschätzung um 11% gegenüber der T₁-korrigierten Quantifizierung beobachtet. In Abb. 3 wurden T_1ρ-Messungen basierend auf dem neuen Sequenzdesign dargestellt und mit Messungen basierend auf [2] verglichen. Hierbei konnte für alle gemessenen Schichten eine verbesserte Abgrenzung zwischen Myokard und Blutpool erzielt werden. Weiterhin lieferte das neue Sequenzdesign um 3.5±1.0ms höhere T_1ρ-Werte (+10%).

Diskussion
In dieser Arbeit wurde die Problematik der T_1ρ Quantifizierung unter freier Atmung aufgezeigt und ein neues Sequenzdesign für eine präventive Stabilisierung vorgeschlagen. Das neue Verfahren lieferte in ersten in vivo Anwendungen eine hohe Bildqualität, da die speziell konzipierte Flipwinkel-Rampe eine maximale Signalausbeute während der Bildakquisition in der Diastole gewährleistet. Der Einsatz eines Magnetisierungs-Resets bewirkt eine Entkopplung der T_1ρ Relaxation vom Atemzyklus. Hierdurch wurde eine Korrektur um +10% erreicht, ohne dass eine T₁-Korrektur nach [2] erfolgte. Die Entkopplung der T_1ρ Quantifizierung von physiologischen Parametern wie Atem- und Herzfrequenz erscheint als wichtiger Schritt für eine zuverlässige quantitative Charakterisierung unterschiedlicher Pathologien.

Acknowledgements: BMBF 01EO1504, MO6

Literatur
 [1] Yin, et al. Magn Reson Imaging. 2017 October; 42: 69–73. https://doi.org/10.1016/j.mri.2017.04.012
 [2] Gram, et al. Clin Res Cardiol (2021). #P1502. https://doi.org/10.1007/s00392-021-01843-w