Herz
Das Herz ist wohl das wichtigste Organ unseres Körpers, ohne das wir nicht leben können. Aus seiner zentralen Stellung - anatomisch wie physiologisch - ergibt sich sowohl die Bedeutung der Herz-MRT, als auch deren Herausforderungen. Dieses Organ versorgt nicht nur alle anderen mit lebenswichtigen Substanzen, sondern benötigt dafür auch eine Menge Energie.
Unser Zentrum nützt MR-Spektroskopie, um den Energiestoffwechsel direkt zu vermessen. Einerseits werden Substrate, wie Lipide, abgebildet, andererseits direkt die energiereichen Phosphate wie ATP oder Phosphorkreatin.
Das Herz arbeitet ständig, es kontrahiert, expandiert und unterliegt der Atembewegung. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Vermessung und Kompensation dieser Bewegungen, zwecks möglichst genauer Darstellungen.
Unsere Entwicklungen
An unserem Zentrum beschäftigen wir uns viel mit MR Spektroskopie, da sie direkte Einblicke in den Energiestoffwechsel bietet. Es ergeben sich daraus folgende Themen:
- 1H MRS, vor allem für die Bestimmung des Fettgehalts im Herzmuskel, aber auch anderer Metaboliten.
- 31P MRS für die Bestimmung energiereicher Phosphate wie ATP, aber auch pH und ΔG
- Bewegungskorrektur
Die Organe im Thorax und Abdomen sind in Bewegung. Dies führt zu großen Problemen in MRT Sequenzen, die oft einige Minuten lang brauchen, Daten aufzunehmen. Verzerrungen, Auslöschungen und andere Artefakte in den Daten sind die Folge.
Schnelle MRT kann aber auch als sogenannte Navigatoren genutzt werden, um gezielt bestimmte Gewebe zu verfolgen. Dies ermöglicht entweder ein prospektives Nachziehen der Position schon während der Aufnahme oder eine retrospektive Korrektur der Daten im Rahmen der Rekonstruktion.
Die Navigation erfordert die Kombination aus schneller Bildaufnahme und -verarbeitung, sowie eine Erkennung bzw. Verfolgung des Zielobjekts. Dabei werden auf unterschiedlich orientierten Schnittbildern Objekte verfolgt und daraus eine dreidimensionale Verschiebung berechnet, die dann für die Korrektur des Ziels genutzt wird.
Beteiligte Forschungsgruppen
Publikationen
- A modular motion compensation pipeline for prospective respiratory motion correction of multi-nuclear MR spectroscopy." Scientific Reports, 2024. 10.1038/s41598-024-61403-w.
Der wichtigste Parameter für eine stabile Energieversorgung ist das Verhältnis von Phosphorkreatin (PCr) zu Adensointriphosphat (ATP). Durch unsere Entwicklungen können nunmehr auch weitere wichtige Marker wie der myokardiale pH-Wert, das Phosphorylierungspotenzial sowie die freie Enthalpie (ΔG) bestimmt werden.
Beteiligte Forschungsgruppen
Publikationen
- Investigating the effect of trigger delay on cardiac 31P MRS signals. Scientific Reports, 2021. 10.1038/s41598-021-87063-8.
- Quantifying the effect of dobutamine stress on myocardial Pi and pH in healthy vol-unteers: A 31 P MRS study at 7T.. Magnetic Resonance in Medicine, 2021. 10.1002/mrm.28494