German Title: Lokalisationstechniken und Bildgebungsverfahren für magnetresonanztomographisch geführte Prostatabiopsien

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In dieser Arbeit wird eine neue passive Trackingpulstechnik vorgeschlagen, die die Position eines passiven Prostatabiopsiemarkers (prostate biopsy passive marker, PBPM) in zwei Phasenschichtbildern mithilfe der Kreuzkorrelation detektiert (phase-only cross correlation, POCC) und automatisch ein Schichtbild ausgerichtet an der Biopsienadel positioniert und nachführt. Diese neue Sequenz wurde anhand von Phantomexperimenten charakterisiert. Die Robustheit des Algorithmus gegenüber Verdrehungen der Trackingschichten relativ zum PBPM konnte so nachgewiesen werden. Zudem wurde gezeigt, dass die Bestimmung der Markerposition auch bei schlechtem Signal-Rausch-Verhältnis funktioniert. Es wurde experimentell eine Genauigkeit von circa 1.5 mm erreicht. Ein erweitertes Markersystem wurde entwickelt, das die Positionsbestimmung der Biopsienadel im Raum ermöglicht. In Phantomexperimenten konnte die Position der Nadelspitze auf circa 1.8 mm genau bestimmt werden. Diese Trackingtechnik wurde in einer klinischen Studie mit sieben Patienten evaluiert. Die durchschnittliche Behandlungsdauer pro Patient betrug weniger als 50 Minuten, obwohl die Lernkurve dabei noch nicht berücksichtigt wurde. Außerdem verbessert das Verfahren die Treffsicherheit. Verdächtige Regionen mit Durchmessern von weniger als 10 mm konnten erfolgreich perforiert werden. Prostatakrebs wurde bei 40% der Patienten diagnostiziert. Um das Signal-Rausch-Verhältnis der Bild- und Spektroskopieaufnahmen zu verbessern, wurde anschließend eine induktiv gekoppelte Spule entwickelt, die mit dem PBPM verbunden wurde. In Phantom- und In-vivo-Experimenten führte eine Verstärkung von bis zu 80% zu einem besseren Signal-Rausch-Verhältnis. Das Tracking des Prostatabiopsieinstruments mit dem POCC-Algorithmus ist eine einfache und kostengünstige Alternative zu bereits existierenden Trackingsystemen. Verbunden mit der selbstresonanten Spule kann somit die Genauigkeit, das Signal-Rausch-Verhältnis und der Patientendurchsatz bei MR-geführten Prostatabiopsien verbessert werden.