Dieses CD-Labor entwickelt hochauflösende, quantitative Bildgebungsverfahren zu frühzeitigen, spezifischen Diagnostik und zeitnahen Evaluierung des Therapieansprechens. Beides verbessert die Prognose von Patient:innen wesentlich.
Viele Krankheiten können erst diagnostiziert werden, wenn morphologische Veränderungen zutage treten. Diese werden typischerweise mittels Ultraschall, Computertomographie oder Magnetresonanz (MR-)Tomographie sichtbar gemacht. Um die Prognose der Patient:innen im Krankheitsfall zu verbessern, bedarf es jedoch einer Diagnostik, die molekulare Veränderungen schon vor Auftreten einer morphologischen Manifestation erkennen kann. Aufgrund der Diversifizierung und Personalisierung zur Verfügung stehender Therapieformen besteht weiters Bedarf an einer Therapie-Verlaufskontrolle, welche ein individuelles Ansprechen bzw. Nicht-Ansprechen bereits im Ansatz erkennen kann.
Dieses CD-Labor für klinisches molekulares MR Imaging (MOLIMA) entwickelt Methoden der MR-Spektroskopie (MRS) im Hochfeld- und Ultrahochfeld-Bereich mit 3 bzw. 7 Tesla Flussdichte, welche die geforderte Auflösung und Empfindlichkeit im molekularen Bereich erbringen können. Derart leistungsstarke Magnete haben ein besseres Verhältnis von Signal zu Hintergrundrauschen, was in einer höheren räumlichen Auflösung und einer höheren Sensitivität resultiert sowie einer höheren spektralen Auflösung. Atomare Marker, die auf diese Weise gezielt beobachtet werden können, sind neben den Protonen auch andere im menschlichen Körper deutlich seltenere Kerne wie Phosphor-31 und Natrium-23. Molekülgruppen werden mittels Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST) Imaging quantifizierbar.
Proton-basierte MRS wird eingesetzt, um Stoffwechselprozesse im gesamten Gehirn zu analysieren. Mittels Phosphor-31 MRS können simultan Signale aus mehreren Muskelgruppen erfasst und ihre Leistungsfähigkeit individuell ausgewertet werden. Die Leistungsfähigkeit wird als Kapazität zur mitochondrialen Synthese von ATP aus anorganischem Phosphat (Pi) gemessen und kann nicht-invasiv selbst am aktiv bewegten Muskel durchgeführt werden. Natrium-23 MRS wiederum wird zur Bildgebung der Nieren, des muskulo-skeletalen Bereichs (Knorpel, Bänder, Bandscheiben), sowie bei Brustkrebs eingesetzt und misst neben der gesamten auch selektiv die intrazelluläre Natriumkonzentration. CEST Imaging dient insbesondere zur Charakterisierung größerer Moleküle. Veränderungen des Knorpels werden über dessen Glykosaminoglykangehalt bestimmt, Veränderungen des Muskelgewebes über den Kreatingehalt und Brusttumore über den Cholingehalt.
Das Ziel dieses CD-Labors ist es, die beschriebenen Methoden für die klinischen Anwendung auf diverse Körperregionen und bei verschiedenen Krankheiten praxistauglich zu machen und das CD-Labor als weltweites Referenzzentrum für die klinische Anwendung der MRS auf 7 Tesla Geräten zu etablieren.