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Entwicklung eines nicht-invasiven Biomarkers zur Stratifizierung des Blutungsrisikos von gastroösophagealen Varizen

Fachliche Zuordnung Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
Förderung Förderung von 2020 bis 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442418831
 
Erstellungsjahr 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Patienten mit Leberzirrhose können Ösophagusvarizen entwickeln. Ösophagusvarizen sind erweiterte Venen in der Speiseröhre, die platzen und lebensbedrohliche Blutungen verursachen können. Der derzeitige Standard in der Diagnostik von Ösophagusvarizen ist die Ösophagogastroduodenoskopie (ÖGD), ein Verfahren, bei dem ein dünner Schlauch mit einer Kamera durch den Mund in die Speiseröhre eingeführt wird, um die erweiterten Venen in der Speiseröhre darzustellen. Die ÖGD ist jedoch ein invasiver Eingriff und kann für Patienten unangenehm sein. Erste Studien haben gezeigt, dass die vierdimensionale Fluss-Magnetresonanztomographie (4D Fluss MRT) Ösophagusvarizen mit hohem Blutungsrisiko nicht-invasiv erkennen kann. Die 4D Fluss MRT kann die Blutströmung in den Gefäßen messen, die die Leber und die Varizen versorgen. Diese Studie zielte darauf ab, die Qualität und Geschwindigkeit von 4D Fluss MRT-Untersuchungen zu verbessern, damit sie zur Entwicklung nicht-invasiver Biomarker für die Detektion von Ösophagusvarizen bei Patienten mit Zirrhose verwendet werden können. Diese Arbeit hatte zwei Hauptziele: 1. Verbesserung der Qualität von 4D Fluss MRT-Scans bei Patienten mit Adipositas. Viele Patienten mit Zirrhose sind übergewichtig, und MRT-Untersuchungen können bei diesen Patienten schwierig sein. Wir haben herausgefunden, dass die Technik „innere Volumenanregung“ (inner volume excitation) die Bildqualität bei adipösen Patienten verbessert. Bei dieser Technik wird nur die Körpermitte des Patienten dargestellt, um Artefakte aus dem Fettgewebe der Körperwand und der Arme zu vermeiden. 2. Verkürzung der Untersuchungszeit von 4D Fluss MRT. 4D Fluss MRT-Untersuchungen des Oberbauchs dauern normalerweise etwa 10 Minuten. Unter Beibehaltung diagnostischer Bildqualität konnten wir die Untersuchungszeit auf 3 Minuten verkürzen, indem wir die aufgenommenen Daten zeitlich gemittelt haben. Dies ist möglich, da der Blutfluss in der Pfortader konstant ist und sich während des Herzzyklus nicht relevant verändert. Wir haben die beschriebenen 4D Fluss MRT-Techniken in einer Gruppe von 15 gesunden Probanden mit Übergewicht validiert. Darüber hinaus haben wir ein 3d gedrucktes Strömungsphantom entwickelt, das zum Testen von 4D Fluss MRT-Sequenzen und Nachbearbeitungstechniken verwendet werden kann. Mit dem Phantom können zahlreiche Strömungsbedingungen erzeugt werden, einschließlich derer, die bei Patienten mit Zirrhose auftreten. Um den Weg für einen potenziellen Einsatz in der klinischen Routine zu ebnen, haben wir darüber hinaus außerdem 4D Fluss-Normwerte für Blutfluss, Geschwindigkeit und Gefäßdurchmesser bei gesunden Probanden ermittelt. Die Ergebnisse dieser Forschung liefern einen wesentlichen Beitrag für die Etablierung der 4D Fluss MRT der Leber-versorgenden Blutgefäße in der klinischen Routine. Wir haben eine schnelle, robuste und reproduzierbare Sequenz zur Messung der Blutströmung in der Pfortader entwickelt. Zukünftige Forschung wird sich auf die Verbesserung der Rekonstruktionsund Nachbearbeitungstechniken der 4D Fluss-Daten konzentrieren. In Zukunft werden wir die Methode bei Patienten anwenden, die sich einer ÖGD zur Abklärung von Ösophagusvarizen unterziehen. Dies wird helfen, diagnostische Marker für die nicht-invasive Risikobewertung von Ösophagusvarizen bei Patienten mit Zirrhose zu bestimmen. Ein solcher Test würde die Notwendigkeit einer ÖGD reduzieren und die Patientenversorgung verbessern.

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