Vollautomatische Darstellung zerebraler Blutflussterritorien mittels Magnet Resonanz Tomographie

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Andreas Binder; Professor Dr. Olav Jansen; Professor Dr. Christian Heiner Riedel
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299253112

Ziel dieses Projektes ist die automatisierte Darstellung einzelner Gehirnperfusionsterritorien in der kürzest möglichen Scanzeit. Durch die arterielle Spin-Labeling Technik ist dies möglich ohne die Applikation externer Kontrastmittel und somit ist die Anwendung nicht limitiert auf Patienten, sondern kann auch an Probanden angewandt werden. Modifikationen der Technik erlauben es, die gesamte Perfusion (Ganzhirnperfusion), die versorgten Gebiete der großen Gehirngefäße (Carotiden und Vertebral Arterien), aber auch die kleinerer, intrakranieller Gefäße darzustellen. Jedoch ist die die Planung zeitaufwendig und anatomisches Vorwissen über die Lage einzelner Gefäße ist Voraussetzung für eine erfolgreiche Aufnahme. Daher ist es naheliegend die Planung weitestgehend zu automatisieren und somit Planungsfehler bestmöglich zu vermeiden. Problematisch zeigt sich jedoch, dass die MRT keine absoluten Werte liefern kann und somit müssen Algorithmen entwickelt werden, welche die Strukturen von Interesse selektiv erkenn können, jedoch das umliegende Gewebe nicht in die weitere Planung miteinbeziehen. Des Weiteren müssen auch anatomische Variationen berücksichtigt werden, welche nicht nur in Patienten, sondern auch in gesunden Probanden auftreten können. Da die mathematischen Modelle alleine aktuell noch nicht ausgereift sind und eine hohe Variabilität in deren Ergebnis liefern, ist es von Vorteil einen kombinierten Ansatz zu wählen. Dieser beinhaltet die Optimierung von MRT Sequenzen zur optimalen Darstellung der Gefäße, während das umliegende Gewebe mit keinem oder geringem Signal dargestellt wird in Verbindung mit der Entwicklung bzw. Verbesserung spezieller Algorithmen zur Gefäßerkennung. Im Weiteren ist die Darstellung einzelner Perfusionsterritorien mittels Arterial Spin-Labeling Technik aktuell zeitlich beschränkt, da sich die Gesamtaufnahmezeit linear mit den aufgenommenen Territorien erhöht. Dies ist besonders kritisch bei der super-selektiven Aufnahme kleiner intrakranieller Gefäße. Um diesem entgegen zu wirken soll eine Methode entwickelt werden, welche die einzelnen Territorien in einer einzelnen Sequenz mit keiner bzw. minimalster Erhöhung der Aufnahmedauer erlaubt. Dadurch werden auch Bewegungsartefakte minimiert und die anschließende Auswertung der Daten vereinfacht. Zusammenfassend steht am Ende des Projektes eine Methode, welche es erlaubt einzelne Perfusionsterritorien in einer Aufnahme getrennt darzustellen, während die Planung voll automatisiert abläuft und keiner weiteren Interaktion des Benutzers bedarf.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada, Niederlande
• Kooperationspartner: Professor Dr. Nils Daniel Forkert; Dr. Michael Helle; Professor Dr. David G. Norris