Intraarterielles Spin Labeling mit katheterbasierten Spulen zur Quantifizierung der Myokardperfusion

• Antragsteller: Dr. Simon Reiss
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik ; Kardiologie, Angiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 494790146

Die Magnetresonanztomographie (MRT) spielt eine zunehmend wichtige Rolle in der Durchführung kardiovaskulärer Interventionen. Die MRT bietet neben einem exzellenten Weichgewebekontrast eine Vielzahl quantitativer Bildgebungsmethoden, die in konventioneller röntgenbasierter Fluoroskopie nicht verfügbar sind. Insbesondere können MRT-basierte Perfusionsmessungen von großer Bedeutung für die Detektion und Quantifizierung von ischämischem Gewebe im Myokard sein. MR-geführte koronare Interventionen (PCI) zur Behandlung der koronaren Herzkrankheit wurden bisher nur in Großtiermodellen durchgeführt. Der klinische Stellenwert MR-geführter PCI kann durch Methoden zur Quantifizierung der Perfusion in Herzsegmenten, die von der betroffenen Arterie versorgt werden, erheblich gesteigert werden. Durch diese Perfusionsmessungen könnte das Ausmaß der Ischämie quantifiziert und der Erfolg der PCI noch während der Intervention beurteilt werden. Jedoch werden in der konventionellen MR-basierten Perfusionsmessung Gadolinium-haltige Kontrastmittel verwendet, die in Patienten mit beeinträchtigter Nierenfunktion kontraindiziert sind und zu einer der Akkumulation von Gadolinium im Hirn führen können. Darüber hinaus verursacht die Verwendung von Gadolinium eine Veränderung des Gewebekontrastes in vernarbtem oder fibrösem Gewebe, die aufgrund der langen Halbwertszeit über den Verlauf der Intervention andauert. In diesem Antrag wird eine neue Methode entwickelt, die exogene Kontrastmittel durch intra-arterielles Spin Labeling (iASL) zur quantitativen Myokardperfusionsmessungen während MR-geführter Katheterinterventionen ersetzt. Eine Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung MR-geführter PCI ist die aktive Visualisierung der Katheterspitze, die meist mit lokalen Hochfrequenz (HF) Spulen erzielt wird. In diesem Projekt werden HF Spulen entwickelt, die sowohl die Visualisierung der Katheterspitze als auch ein effizientes arterielles Spin Labeling des vorbeifließenden Blutes ermöglichen. Dazu wird mit einer numerischen Simulationsumgebung der Labeling Efffekt verschiedener Spulentypen unter koronaren Flussbedingungen modelliert und optimiert. Protoypen aktiver Katheter werden in realistischen Phantomen in vitro getestet. Zusätzlich werden Pulssequenzen entwickelt, die die separate Spule auf dem Katheter effizient für kontinuierliches Labeling des durch die Koronararterie fließenden Blutes nutzt. Schließlich werden Bildauswerteprogramme konzipiert, die aus den iASL Messungen Perfusionskarten des Myokards in Echtzeit berechnen und in der interventionellen MR Umgebung darstellen. Damit wird eine neuartige Methode zur katheterbasierten Perfusionsmessung ermöglicht, die grundlegend zum klinischen Wert MR-geführter PCI beitragen kann und gleichzeitig Risiken exogener Kontrastmittel vermeidet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Michael Bock