Diagnostik und Therapiekontrolle bei COPD durch Quantifizierung von Strukturänderungen der Lunge

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Ulrich Kauczor, seit 11/2009; Professor Dr. Heinz-Otto Peitgen
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 20476988

Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD, ¿chronic obstructive pulmonary disease¿) gehört zu den weit verbreiteten Atemwegserkrankungen. Für die Früherkennung dieser Erkrankung sowie für die therapiebegleitende Diagnostik stehen in der klinischen Routine derzeit vorwiegend spirometrische Lungenfunktionsmessungen zur Verfügung. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Methoden zur lokalisierten diagnostischen Erfassung und quantitativen Bewertung der mit der COPD einhergehenden pathologischen Umbauvorgänge des Lungengewebes und ihre funktionelle Bedeutung.Um die funktionelle Dynamik der Lunge zu quantifizieren und krankheitsbedingte Veränderungen durch bildgebende Verfahren zu erfassen, sollen Bildverarbeitungsmethoden entwickelt werden, die Unterschiede in Bilddaten verschiedener Zeitpunkte quantifizieren und einen automatisierten Vergleich anatomisch äquivalenter Regionen möglich machen. Das damit zu gewinnende diagnostische Spektrum reicht vom Vergleich von inspiratorischen mit exspiratorischen Aufnahmen zur Funktionsdiagnostik über die Beurteilung akuter Änderungen im Rahmen einer klinischen Exazerbation bis zu longitudinalen Verlaufsbeurteilungen. Ziele der innerhalb dieses Projektes durchzuführenden Studien sind der Vergleich in- und exspiratorischer Aufnahmen zur Funktionsdiagnostik (¿Spiro-CT¿), der Vergleich während und nach Infektexazerbation (¿Akute-CT¿) sowie longitudinale Verlaufsuntersuchungen (¿Chronic-CT¿) bei Patienten in unterschiedlichen Krankheitsstadien der COPD mit Hilfe der zu entwickelnden Algorithmen. Hierzu gehört eine Registrierung der Bilddaten, die einen automatisierten lokalen Vergleich anatomisch äquivalenter bronchialer und segmentaler Volumina und Verzweigungsgeometrien in unterschiedlichen Bilddatensätzen ermöglicht. Neben volumenbasierten Registrierungsalgorithmen soll eine baumbasierte Registrierung den Vergleich der Daten unterstützen. Die Bronchusvolumetrie dient dabei als direktes Maß der Bronchialobstruktion, während über die Segmentvolumetrie indirekt Informationen über die periphere Obstruktion und Überblähung (Air trapping) gewonnen werden sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Monika Eichinger, bis 11/2009