Quantitative Suszeptibilitätskartierung (QSM) zur in-vivo Differenzierung von Nierenläsionen und Nierensteincharakterisierung beim Menschen

• Antragsteller: Dr. Jannis Hanspach
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563818801

Das Ziel dieses Projekts ist es, das Potenzial der Quantitativen Suszeptibilitätskartierung (QSM; engl.: Quantitative Susceptibility Mapping), einer komplexen post-processing-Technik innerhalb der Magnetresonanztomographie (MRT), zu bewerten, um einerseits Nierensteine darzustellen und zu klassifizieren und andererseits Nierenläsionen zu charakterisieren. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf der Unterscheidung zwischen den benignen Angiomyolipomen mit minimalem Fett (AMLwMF) und nicht-klarzelligen Nierenzellkarzinomen (RCCs). Um diese Ziele zu erreichen, ist das Projekt in drei Arbeitspakete (WPs) strukturiert: In WP1 werden fortgeschrittene Sequenzmethoden für die Nieren-QSM entwickelt und optimiert, einschließlich Single-Breath-Hold-, atemgesteuerter und radialer Sequenzen. Diese Sequenzen werden in Phantom- und Probandenmessungen getestet. Das Ziel ist es, reproduzierbare und qualitativ hochwertige Phasenkarten für die Nieren-QSM zu erhalten. In WP2 wird eine herkömmliche QSM-Rekonstruktionspipeline mit einem integrierten Fett-Wasser-Trennungsalgorithmus für unsere Datensätze aus WP1 optimiert. Zudem wird ein neuronales QSM-Rekonstruktions-Netzwerk auf synthetischen Phasen- und Suszeptibilitätskarten trainiert, die repräsentativ für unsere gemessenen Datensätze sind. Das Ziel dieses Arbeitspakets ist es, qualitativ hochwertige Suszeptibilitätskarten zu erhalten, welche kleinste Unterschiede in der magnetischen Suszeptibilität aufzeigen können. Zuletzt wird in WP3 eine Patientenstudie mit 40 Patienten durchgeführt. Zwanzig Patienten mit unklaren Nierenläsionen, die sich einer klinischen Nieren-MR-Bildgebung unterziehen, werden untersucht. Ein erfahrener Radiologe wird das Auftreten von Verkalkungen und/oder intraläsionalen Blutungen beurteilen. Ziel ist es, den diagnostischen Wert unserer Nieren-QSM-Methode im Vergleich zur aktuellen klinischen MRT in Nierenläsionen zu untersuchen. Ebenso werden 20 Patienten mit diagnostizierten Nierensteinen untersucht. Die Sichtbarkeit von Nierensteinen wird ebenfalls von einem erfahrenen Radiologen beurteilt. Ziel ist es, unseren Nieren-QSM Ansatz mit anderen MRT-Modalitäten und der CT-Bildgebung zu vergleichen und zu untersuchen, ob QSM eine strahlungsfreie Alternativmethode zur Diagnostik bzw. Charakterisierung von Nierensteinen sein kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen