Sauerstoffsensitive Bildgebung und Gasaustausch

• Applicants: Privatdozent Dr. Klaus K. Gast; Dr. Sebastian Ley
• Subject Area: Medical Physics, Biomedical Technology
• Term: from 2002 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 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 Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 474: Image-Based Temporal and Regional Analysis of Ventilation - Perfusion Ratios within the Lung
• Participating Person: Professor Dr. Hans-Ulrich Kauczor