Sauerstoffsensitive Bildgebung und Gasaustausch

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Klaus K. Gast; Dr. Sebastian Ley
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5469452

Ziel: Quantitative Erfassung, regionale Zuordnung, Verteilungsanalyse und Darstellung des Zeitverhaltens von alveolärem, lungenkapillärem und pulmonalvenösem Sauerstoffpartialdruck (PO2) sowie den daraus ableitbaren Ventilations-Perfusionsverhältnissen (VA/Q) in der Lunge.Stand der Forschung: Der lokale alveoläre PO2 reflektiert theoretisch das Gleichgewicht zwischen Ventilation und Perfusion in funktionellen Einheiten der Lunge. Er war bisher einer direkten, nichtinvasiven Messung nicht zugänglich. Neue, auf der Kernspinresonanz unterschiedlicher Nuklide basierende Bildgebungstechniken weisen einen physikalisch gut quantifizierbaren Effekt molekularen Sauerstoffs auf die jeweilige Signalausbeute auf. Eigene Vorarbeiten: Verschiedene nachweislich oder potentiell sauerstoffsensitive MR-Techniken wurden entwickelt, modifiziert bzw. implementiert: Hyperpolarisierte 3He-MRT, 19F-MRT sowie sauerstoffverstärkte 1H-MRT, bei denen man sich die Abhängigkeit der longitudinalen Relaxationszeit von der umgebenden Sauerstoffkonzentration zunutze macht.Arbeitsprogramm: Optimierung zwei- und dreidimensionaler MR-Akquisitions- und Auswerteroutinen, Verbesserung der räumlichen bzw. zeitlichen Auflösung der Methode durch Reduktion von Diffusions- und Bewegungseffekten, Transformation alveolärer PO2-Parameterkarten in VA/Q-Karten der Lunge; Vergleich O2-sensitiver MRT-Techniken der Lunge (hyperpolarisierte 3He-MRT: PAO2-Verteilung, regionale O2-Aufnahmerate und VA/Q-Verteilung; 19F-MRT; sauerstoffverstärkte 1H-MRT) mit angiographischen und perfusionssensitiven Bildgebungstechniken, SPECT, multipler Inertgas-Eliminations-Technik im Tiermodell ohne und mit induzierten Störungen von Lungenventilation und Perfusion sowie an Probanden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 474: Bildgestützte zeitliche und regionale Analyse der Ventilations-Perfusionsverhältnisse in der Lunge
• Beteiligte Person: Professor Dr. Hans-Ulrich Kauczor