Abteilung Medizinische Physik in der Radiologie
Prof. Dr. sc. techn. Mark E. Ladd
3D-Kartierung des intrazellulären pH-Werts bei einem Gliompatienten unter Verwendung von Phosphor-31-MR-spektroskopischer Bildgebung bei 7 Tesla (Methode nach Korzowski A et al., 2020, Magn Reson Med, 84:1707-1723). (Links) Interpolierte pH-Karten, überlagert auf einem klinischen kontrastverstärkten MR-Bild. (Rechts) Die pH-Werte werden über die Differenz der chemischen Verschiebung zwischen Phosphokreatin und anorganischem Phosphat berechnet.
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Die Abteilung Medizinische Physik in der Radiologie entwickelt neue Methoden für bildgebende Diagnose- und Therapieverfahren. Unsere Forschung konzentriert sich auf neuartige Hardware sowie softwarebasierte Aufnahme- und Rekonstruktionsstrategien für die Magnetresonanztomographie (MRT), die Positronenemissionstomographie (PET) und die optische Tomographie. Unser Ziel ist es, die Behandlung von Krebspatienten zu verbessern und zu individualisieren, indem wir quantitative biomedizinische Informationen über Tumoren und Metastasen mit nicht-invasiven Bildgebungsverfahren gewinnen. So erweitern wir beispielsweise den diagnostischen Wert der MRT, indem wir sehr starke Magnetfelder (7 oder 9,4 Tesla) einsetzen, um die Verteilung von Natrium, Sauerstoff, Kalium und Chlor im Körper darzustellen. Ein weiterer Ansatz zur Erfassung von Stoffwechselprozessen ist die Hyperpolarisation von Kohlenstoff in verschiedenen chemischen Substraten, die dann in den Körper injiziert und mittels MRT gemessen werden können. Durch die Optimierung von MRT-Diffusionstechniken konnten wir die diagnostische Genauigkeit der Brustkrebsvorsorge erheblich verbessern, und wir untersuchen, wie Karten der Gewebesuszeptibilität mit Krankheitsprozessen korrelieren. Eine weitere neue Methode in der MR-Bildgebung ist die CEST-Bildgebung (Chemical Exchange Saturation Transfer), die den Nachweis und die Messung von Glukose oder mobilen Proteinen ermöglicht. Außerdem erforschen wir neue Detektorkonzepte für die simultane PET- und optische Bildgebung.
Die medizinische Bildgebung ist nach wie vor eine der Schlüsseltechnologien für die Krebserkennung, -charakterisierung und -therapieüberwachung. Trotz der enormen technologischen Fortschritte, die in den letzten Jahrzehnten erzielt wurden, hat die Bildgebung nach wie vor ein enormes Potenzial, weitere Informationen über die metabolischen, physiologischen und funktionellen Parameter von Tumoren und Metastasen zu liefern. Diese Informationen können dann genutzt werden, um die beste Therapie für jeden einzelnen Patienten zu wählen. In Zusammenarbeit mit den klinischen Abteilungen des DKFZ und Partnern am Universitätsklinikum Heidelberg arbeiten wir daran, unsere Entwicklungen in die Regelversorgung der Patienten zu überführen. Dazu gehören auch modernste Bildgebungsprotokolle an unseren MRT-Geräten im Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen (NCT).
