Low field, high performance: Mit Niedrigfeld-Scannern die MRT breiter zugänglich und vielseitiger machen

• Antragsteller: Dr. Christoph Maier
• Fachliche Zuordnung: Radiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 512359237

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist für die Diagnostik und Therapieüberwachung in praktisch allen Bereichen der Medizin unverzichtbar geworden. Aufgrund der hohen Kosten hat jedoch nur ein kleiner Teil der Weltbevölkerung Zugang zu dieser Technologie. MRT-Scanner werden durch die Stärke ihres Magnetfelds charakterisiert, und traditionell gelten Geräte mit hoher Feldstärke als überlegen, was die Bildqualität angeht. Die meisten Geräte im klinischen Einsatz arbeiten heute mit 1,5 Tesla oder 3 Tesla. Niedrigfeld-Scanner sind jedoch wesentlich kostengünstiger, und in letzter Zeit hat das wissenschaftliche Interesse an der Niedrigfeld-MRT wieder zugenommen (Feldstärke < 1 Tesla). Ziel dieses Projekts ist es, das Potenzial der Niedrigfeld-MRT für die diagnostische Bildgebung zu untersuchen. Zu diesem Zweck werden zwei Geräte erprobt, die bei niedriger Feldstärke arbeiten (0,55 Tesla und 0,06 Tesla), aber mit modernen Hardwarekomponenten und Software zur Bildrekonstruktion ausgestattet sind. Das Arbeitsprogramm gliedert sich in die folgenden drei Ziele:Ziel 1 ist es, radiologische Routineuntersuchungen auf Niedrigfeld-Scannern mit diagnostischer Bildqualität durchzuführen. Hierfür werden technische Parameter der MRT-Bildgebung an die physikalischen Eigenschaften der Niedrigfeldumgebung angepasst. Außerdem werden Beschleunigungstechniken eingesetzt, die bereits entwickelt wurden, aber in der klinischen Praxis noch nicht flächendeckend zum Einsatz kommen (z. B. compressed sensing und KI-basierte Bildnachbearbeitung). Als beispielhafte Körperregionen wurden das Gehirn und der Bauchraum ausgewählt. Die Motivation besteht darin, die MRT auch jenen Patient:innen zugänglich zu machen, denen sie bislang verwehrt bleibt (vor allem wegen hoher Kosten oder Metallimplantaten).Ziel 2 befasst sich mit der Lungen-Bildgebung, die auf Hochfeld-Scannern technisch schwierig ist. Bei niedriger Feldstärke hingegen sind die physikalischen Rahmenbedingungen vorteilhafter aufgrund günster Relaxationszeiten und geringerer Suszeptibilitätseffekte. Diese Vorteile werden in Kombination mit der neuen "pilot tone"-Technik zur Verfolgung der Atembewegung ausgenutzt, um eine bessere Abbildung der Lungenstruktur und Quantifizierung der Lungenfunktion zu ermöglichen.Unter Ziel 3 wird die Niedrigfeld-MRT eingesetzt, um die Ursache der Atemnot bei Long-Covid zu untersuchen, aufbauend auf der zuvor entwickelten Methodik. Hierfür werden im Niedrigfeld-MRT die Struktur und Funktion der Lunge bei Patient:innen mit einer postakuten COVID-19-Erkrankung untersucht und mit Kontrollgruppen verglichen, die sich nach der Krankenhausentlassung erholt haben bzw. die noch nie wegen COVID-19 stationär behandelt wurden. Die MRT-Befunde werden mit klinischen Daten und mit CT-Voraufnahmen aus der akuten Krankheitsphase korreliert. Die Bearbeitung von Ziel 3 wird voraussichtlich über den Zweijahres-Zeitraum dieses Projekts hinausgehen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Hersh Chandarana