Hyperpolarisation basierend auf Parawasserstoff für fortschrittliche klinische metabolische Magnetresonanztomographie in Süddeutschland - HYPER Süd

• Fachliche Zuordnung: Radiologie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553580453

Die Hyperpolarisierte Magnetresonanztomographie (HP-MRT) ist eine vielversprechende Technik der molekularen Bildgebung, die nicht-invasiv räumlich und zeitlich aufgelöste quantitative Daten des Gewebestoffwechsels liefert. Die HP-MRT auf Grundlage der dynamischen nuklearen Polarisation (DNP) zeigt erste vielversprechende Ergebnisse, z. B. in der Onkologie, Kardiologie und Neurologie. Die Technologie der parawasserstoffinduzierten Polarisation (PHIP) ist ein wesentlicher Fortschritt und überwindet die logistischen Hürden der DNP-basierten HP-MRT. Der nicht-kryogene Prozess ermöglicht einen höheren Durchsatz, daher hat die PHIP-Technologie das Potenzial, die HP-MRT "aus dem Elfenbeinturm" in die reale MRT-Welt zu bringen und wissenschaftliche sowie klinische Anwendungen auf breiter Ebene zu ermöglichen. Unser Forschungskonzept wird umgesetzt durch ein multidisziplinäres multizentrisches Team von Bildgebungsspezialisten aus der Radiologie, Nuklearmedizin und Medizinischen Physik des Universitätsklinikums Ulm, der Technischen Universität München und des Universitätsklinikums Freiburg. Wir planen, einen Hyperpolarisator zwischen den drei Zentren zu teilen, um eine maximal effiziente Nutzung zu ermöglichen. Diese flexible Nutzung wird durch die Parawasserstoff-induzierte Polarisation erst ermöglicht, was für die breite klinische Anwendung dieser Technologie von entscheidender Bedeutung ist. Die geplanten Studien sind in drei große Projektbereiche unterteilt. Im Projektbereich A werden wir uns auf methodische Aspekte wie die Optimierung von Sequenzen, Spulentechnologien, Bildnachbearbeitung und fortschrittliche KI-verstärkte Datenanalyse durch unsere Medizinphysikexperten konzentrieren. Im Projektbereich B planen wir klinische Studien in großen Patientenkollektiven, in denen wir bei onkologischen Patienten und Patienten mit Neurodegeneration 18F-FDG-PET mit 13C-Pyruvat-HP-MRT bei verschiedenen klinisch relevanten Krankheiten vergleichen. Dies wird es uns ermöglichen, das Potenzial der 13C-Pyruvat-HP-MRT in Bezug auf bildgebende Routine-Verfahren an einer großen Anzahl von Patienten wissenschaftlich zu bewerten und zu untersuchen. Bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen und für den Gehirnstoffwechsel gibt es bisher nur wenige humane Daten zur 13C-Pyruvat-HP-MRT. Daher werden für zukünftige klinische bzw. Forschungsanwendungen geschlechts- und altersstratifizierte Referenzdaten zum Herz- und Gehirnstoffwechsel erstellt. Im Projektbereich C zielen wir darauf ab, Einblicke in biologische Prozesse zu gewinnen, die bisher in dieser Art bildgebend nicht möglich waren. Hierzu werden wir die HP-MRT mit PET-Bildgebung und / oder moderner funktioneller MRT für eine "tiefe molekulare Bildgebung" kombinieren. Dies umfasst Projekte in der Onkologie, Kardiologie und Neurologie, aber auch in weiteren Gebieten wie in der Entzündungs- oder Trauma-Bildgebung.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Clinical PHIP-based Hyperpolariser
• Antragstellende Institution: Universität Ulm
• Leiter: Professor Dr. Ambros Beer