Entwicklung schneller multi-dimensionaler Flussbildgebung mittels MRT zur hydrodynamischen Analyse der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit in Patienten mit Chiari I Malformation

• Antragsteller: Daniel Giese, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317275652

Chiari Malformation I ist eine neurologische Erkrankung welche durch die strukturelle Veränderung der hinteren Schädelgrube verursacht wird. Obwohl bekannt ist, dass die Hydrodynamik der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit dieser Patienten verändert ist, existieren widersprechende Daten zu deren diagnostischen Wert und Potential zur Behandlungsplanung und Monitoring. Ein Hauptgrund dieser Widersprüche ist den Limitationen der aktuell verfügbaren Methoden zur Messung der Hydrodynamik zuzuschreiben. Die 4D Fluss MRT erlaubt eine nicht-invasive, zeit-aufgelöste, multi-dimensionale Aufnahme der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit. Die Methode bleibt im klinischen Kontext jedoch nur eingeschränkt nutzbar, vor allem wegen ihrer langen Aufnahmedauer und unzureichenden Genauigkeit. Ziel des folgenden Projektes ist es, diese Einschränkungen durch die Entwicklung einer robusten, in der klinischen Routine einsetzbaren Methode, zu adressieren. Dazu wird die Sensitivität für ein breiteres Spektrum an Geschwindigkeiten verbessert, sowie Methoden zur beschleunigten Bildgebung, welche die Datenredundanz in multi-dimensionalen Flussdaten ausnutzen, entwickelt. Die neu entwickelte Methode wird durch numerische Simulationen, Phantommessungen und Flussmessungen in gesunden Probanden validiert werden. Die Integration der Methode in die klinische Routine wird mit einer Pilotstudie an 20 Patienten mit Chiari Malformation I bestätigt werden. Flussgeschwindigkeitsdaten und daraus abgeleitete Größen wie Druckunterschiede und Pulswellengeschwindigkeiten werden mit Daten aus gesunden Probanden verglichen werden. Das Projekt wird einen Einblick in die Pathophysiologie der veränderten Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit bei Patienten mit Chiari Malformation I erlauben und hat das Ziel, zur Entwicklung neuer quantitativer Biomarker in der Diagnose dieser Patienten beizutragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen