Quantitative Analyse der regionalen Lungenbewegung mit zeitlich hochaufgelöster MRT

• Applicants: Dr. Grzegorz Bauman; Professor Dr. Jürgen Biederer, since 10/2012; Professor Dr. Klaus Maier-Hein, since 5/2012
• Subject Area: Medical Physics, Biomedical Technology
• Term: from 2012 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 210342943

Die Mehrheit der Lungenerkrankungen ist in ihrem Beginn und in ihrer Ausbreitung heterogen. Somit kommt es in Abhängigkeit vom Grad der Einbeziehung der unterschiedlichen Lungenareale zu einer differenten funktionellen Beeinträchtigung derselben. Auf dieser Tatsache beruhen regionale Therapien, wie beispielsweise die endoskopische Lungenvolumenreduktion (ELVR) bei Patienten mit chronisch obstruktiver Atemwegserkrankung (COPD). Die dynamische Magnetresonanztomographie (MRT) des Thorax zur Bewegungsanalyse hat sich in den letzten Jahren hinsichtlich der Sequenztechnik, insbesondere der zeitlichen Auflösung und der Rekonstruktionsmethoden deutlich weiterentwickelt. Schnelle zweidimensionale Sequenzen zur Beurteilung der Atemdynamik wurden optimiert und deren semiautomatische Quantifizierung an der simultan aufgezeichneten MR-Spirometrie validiert. Seit neuestem stehen 4D Techniken zur Verfügung, die die regionale Erfassung der gesamten Lungenbewegung über die Zeit ermöglichen. Allerdings erfüllen diese Sequenzen noch nicht die wichtige Voraussetzung, sowohl eine hohe zeitliche als auch räumliche Auflösung zu bieten, um mit entsprechenden Nachverarbeitungsmethoden die regionalen Unterschiede der Parenchymbewegung bei Lungenerkrankungen zu visualisieren und zu quantifizieren. Das Ziel dieses interdisziplinären Antrags ist es: 1) schnelle 4D Sequenzen zu entwickeln, die eine erheblich verbesserte Signalintensität des Lungenparenchyms bieten und damit die regionale Bewegung und Dehnbarkeit des Lungenparenchyms über die Zeit erfassen. 2) Bildverarbeitungsalgorithmen zu entwicklen, die die 4D-Bewegung bei gesunden Probanden in Bewegungskarten visualisieren und quantifizieren. 3) diese Methoden bei Patienten mit Lungenerkrankungen anzuwenden, um die regionale Deformierbarkeit des Lungenparenchyms im Vergleich zu Gesunden in Bewegungskarten zu visualisieren und zu quantifizieren.Hierüber sollen neue diagnostische Informationen über die regionale Parenchymbewegung gesunder und kranker Lungen während des Atemzyklus gewonnen werden und damit eine Zielvolumendefinition für die individualisierte regionale Therapie ermöglicht werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Ehemalige Antragstellerinnen / Ehemalige Antragsteller: Dr. Monika Eichinger, until 10/2012; Dr. Tobias Heimann, until 5/2012