Validierung eines quantitativen Referenz-Standards für Perfusions-MRT im Kleintier

• Antragsteller: Dr. Philipp Backhaus
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446292030

Perfusions-MRT ist eine klinisch etabliertes Verfahren bei Schlaganfällen, Tumoren oder koronarer Herzkrankheit. Absolute Quantifizierung der Perfusions-Parameter ist sehr erstrebenswert um möglichst objektiv Evidenz-basierte Therapieentscheidungen zu treffen. Die Quantifizierung von Perfusionsparametern im Kleintier-MRT ist aktuell unzureichend. Dies limitiert die Übertragbarkeit von Kleintierstudien zur Vorbereitung von klinischen Studien. Neben der dynamischen Kontrastmittel-Gewebskonzentration muss für quantitatives Perfusions-MRT die dynamische arterielle Blutkonzentration erfasst werden, die sogenannte arterielle Inputfunktion (AIF). Die geringen Gefäßdurchmesser insbesondere in der Maus und damit verbundenen erschwerten Messungen der AIF sind der Hauptgrund für die eingeschränkte Quantifizierung von Perfusions-MRT im Kleintier. Wir haben ein Setup entwickelt, welches dieses Problem lösen kann. Wir leiten das Blut der Maus durch eine extrakorporale Zirkulation. So kann die dynamische Blutkonzentration in künstlichen Arterien mit größerem Durchmesser abgeleitet werden. Die so gewonnen AIFs zeigen eine hohe Qualität und quantitative Präzision. Durch die zusätzliche Möglichkeit der simultanen Messung von Radiotracer-Blutkonzentration können die gewonnen Daten auf ideale Weise validiert werden.In dem beantragten Projekt soll gezeigt werden, dass (1) unsere Methode das Potential eines quantitativen Referenzstandards erfüllt um konventionelle AIFs zu evaluieren. (2) Es sollen Referenz-Datensets mit AIFs und Perfusions-Parametern gemessen und diese für die quantitative Evaluation zukünftiger Studien zur Verfügung gestellt werden. (3) Das quantitative Potential der meistgenutzten Perfusions-MRT-Verfahren soll verglichen werden: „Dynamic contrast-enhanced“ (DCE) und „dynamic susceptibility contrast“ (DSC)-MRT. (4) Moderne zeitsparende MRT-Sequenzen sollen in Hinblick auf ihr quantitative Robustheit im Perfusions-MRT evaluiert werden.Wir möchten DSC- und DCE-Perfusions MRT mit unserem neuen Setup bei Mäusen mit intrakranialen Glioblastomen durchführen – ein präklinisch und klinisch häufiges Objekt von Perfusions-Studien. Um unsere Ziele zu erreichen, werden wir die gewonnenen quantitativen Parameter extensiv multimodal validieren: (1) Die arterielle Inputfunktion wird mithilfe eines von uns entwickelten, gleichzeitig injizierten und gemessenen Analogons eines MRT-Kontrastmittels validiert. (2) Mithilfe von “Laser-ablation ionizing coupled plasma mass spectrometry” (LA-ICP-MS) wird die gemessene Gewebskonzentration validiert. (3). Durch Ko-Injektion von verschiedenen [99mTc]-Radiotracern und anschließender SPECT/CT und Autoradiographie werden CBV und CBF quantitativ validiert.Wir hoffen auf diesem Weg die Quantifizierbarkeit von Kleintier-Perfusions-MRT signifikant zu verbessern, um in Zukunft das Potential dieser Modalität für die Vorbereitung von klinischen Studien voll ausschöpfen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen