Die Detektionsgrenze der MR-Spektroskopie mittels intermolekularen Nullquantenkohärenzen in inhomogenen Magnetfeldern

Die Magnetresonanzspektroskopie (MRS) ermöglicht die Messung relativer Veränderungen oder sogar die absolute Quantifizierung von bestimmten Metaboliten im lebenden Organismus. Voraussetzung für hochwertige MR-Spektren ist eine hervorragende Homogenität des Hauptmagnetfeldes (B0). Feldverzerrungen kann man mit externen Shim-Spulen bis zu einem bestimmten Grad kompensieren und damit die von ihnen verursachte spektrale Linienverbreiterung reduzieren. Dennoch sind anatomische Bereiche oder Probenregionen, die Strukturen mit stark unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften (Suszeptibilitätssprünge) beinhalten (wie z.B. Luft-WasserÜbergänge, Knochen-Muskel-Grenzregionen oder Gewebe, die mit exogenem Kontrastmittel (z.B. Eisenoxidpartikeln) markiert sind) von einer MRS-Untersuchung in der Regel ausgeschlossen. Sogenannte „resolution enhancement“ Methoden, wie die MRS mittels intermolekularen Nullquantenkohärenzen (iZQC) [1] wurden dazu entwickelt, um MRS auch in sehr inhomogenen Magnetfeldern zu ermöglichen. Erfolgreiche Anwendungen der iZQC-MRS wurden bisher in der Gegenwart von linearen Magnetfeldgradienten entlang eines Probenröhrchens [1], in einem driftenden 25-T-Magneten [2], und in vivo in Kaltblütern [3] sowie in Warmblütern [4-7] demonstriert. Um die Anwendbarkeit der iZQC-MRS für andere Proben oder Organe (z.B. Epithel der Lunge, grüne Blätter, Gewebe mit exogenen Kontrastmitteln) zu analysieren, muss man erst ihr Verhalten unter kritischen Bedingungen und ihre Grenzen ermitteln. Frühere Analysen der Methode befassten sich nur mit der Theorie in der Gegenwart von makroskopischen Feldverzerrungen. Viel grundlegender für reale Proben sind aber die Effekte der mesoskopischen und mikroskopischen Inhomogenitäten, die im Rahmen dieser Arbeit zum ersten Mal untersucht wurden [8].