Entwicklung schneller und robuster Messtechniken zur verbesserten radiologischen Diagnostik durch 3D Parameterquantifizierung für die Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT)

• Antragsteller: Dr. Felix Breuer
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259831630

Seit den ersten Bildaufnahmen am Menschen in den frühen 80er Jahren hat sich die Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) auf Grund ihrer nicht invasiven Methodik und reichhaltigen Kontrastverhalten zu einem unverzichtbaren Diagnoseverfahren in nahezu allen medizinischen Bereichen etabliert. In der klinischen Routineuntersuchung kommen dabei eine Reihe von Sequenzen zum Einsatz die Bilder mit unterschiedlichen Kontrasten in verschiedenen Schichten und Bildorientierungen erzeugen. Diese Aufnahmen nehmen in der Regel relativ lange Messzeiten in Anspruch und sind deshalb relativ anfällig auf Fehlregistrierungen und weisen oft suboptimales Kontrastverhalten und anisotrope räumliche Auflösung auf und liefern im Gegensatz zur Computertomographie (CT) keinerlei quantitative Information. Unser Ziel besteht darin den Ablauf zukünftiger MRT Untersuchungen fundamental zu ändern. Eine ultra-schnelle 3D Sequenz mit isotroper Bildauflösung soll es ermöglichen quantitative Informationen über gewebespezifische MR Parameter wie die Spindichte und die Relaxationszeiten T1 und T2 in nur einem einzigen Experiment gewinnen. Diese 3D Daten erlauben nun im Nachhinein synthetische Bilder mit frei einstellbarem Kontrastverhalten und Bildorientierungen in isotroper Bildauflösung zu generieren und somit den Bildkontrast optimal auf die zugrunde liegende Pathologie abzustimmen und verspricht somit eine schnelle msetzung in klinische Routineprotokolle. Nach Implementierung und Validierung dieser Methodik auf MR Systemen verschiedener Feldstärken (1.5T und 3T) werden Multiple Sklerose (MS) und Fabry's Desease (FD) als Krankheitsbilder herangezogen um die verbesserte Läsionserkennung und Klassifizierung im zentralen Nervensystem (ZNS) zu demonstrieren. Zudem soll die Methodik um eine Bewegungskorrektur erweitert werden um die Entwicklungen auch für unkooperative Patienten und Kinder zugänglich zu machen. Zudem ermöglicht eine solche Erweiterung eine Übertragung der Methodik auf andere Anwendungsgebiete wie zum Beispiel im abdominellen Bereich wo die Atembewegung eine direkte Umsetzung nicht zulässt. Dieser --one-stop-shop-- Ansatz hat einerseits das Potential den Patientenkomfort zu erhöhen als auch Untersuchungskosten signifikant zu verringern und die diagnostische Aussagekraft von vielen medizinischen Fragestellungen gerade hinsichtlich Krankheitsverlauf enorm zu steigern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Beteiligte Personen: Professor Vikas Gulani, Ph.D.; Dr. György Homola