Hochauflösende In-Vivo-Koronarbildgebung in Mäusen mittels Computertomographie

• Antragsteller: Dr. Stefan Sawall
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259066460

In den letzten Jahren hat der Einfluss bildgebender Verfahren und Systeme im Bereich der präklinischen Forschung stark zugenommen. Eine der primär zum Einsatz kommenden bildgebenden Modalitäten ist die Mikro-Computertomographie (Mikro-CT). Die mit herkömmlichen Geräten erzielbare Ortsauflösung liegt für In-vivo-Anwendungen bei ca. 80 µm und wird beispielsweise durch die verwendeten Detektoren sowie die Strahlungsquellen limitiert. Diese, für bisherige Anwendungen tolerierbare Einschränkung, verhindert die Auflösung von Kleinststrukturen im Bereich des Herzens von Mäusen, insbesondere der Koronargefäße. Dies limitiert den Einsatz der Computertomographie bei der Erforschung von induzierten Herzerkrankungen am Tiermodell deutlich. Von besonderem Interesse sind Mausmodelle kardialer Pathologien, wie beispielsweise der Koronaren Herzkrankheit (KHK). Eine Darstellung der Koronargefäße, wie dies bei der Diagnostik der KHK im Menschen heute bereits problemlos möglich ist, konnte in der Maus bisher nicht erreicht werden. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung und der Aufbau eines Gantry-basierten CT-Systems, welches die nötige zeitliche und räumliche Auflösung zur Verfügung stellt, um die Herzkranzgefäße lebender Mäuse zeitaufgelöst darzustellen. Das System soll auf Basis einer klinischen Gantry entstehen, welche einerseits die Anbringung eines großen Flachdetektors erlaubt und anderseits einen ausreichend großen Abstand zwischen Quelle und Detektor ermöglich, um die geforderte Ortsauflösung zu erzielen. Für die Rekonstruktion der Koronargefäße sollen bereits vorhandene Rekonstruktionsalgorithmen angewandt und gegebenenfalls weiterentwickelt werden, welche bei minimaler Strahlendosis in einem annehmbaren Rauschniveau resultieren und somit auch longitudinale Studien ermöglichen. Die Leistungsparameter des Systems, d.h. insbesondere die Ortsauflösung, sollen an Phantomen evaluiert werden. Abschließend sollen gesunde Mäuse und solche mit kardialen Pathologien im System untersucht werden, um das Potential für die In-vivo-Darstellung zu demonstrieren. Die Realisierung dieser Technik kann die Bildgebung bei Mausmodellen an die humanmedizinische Bildgebung anpassen und die Erforschung kardialer Erkrankungen und deren Therapie drastisch beschleunigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Jan Kuntz