Forschung am CPC-M - Sich ein Bild von der Lunge machen

Forschung am CPC-M

Sich ein Bild von der Lunge machen

Die Imaging-Plattform der Radiologie am Klinikum der Universität München

Imaging-Techniken (bildgebende Verfahren) spielen eine wichtige Rolle, wenn pathologische Lungenveränderungen diagnostiziert werden sollen. Ob Mikroskopie, Computertomographie oder Magnetresonanztomographie – die Bilder erleichtern und verbessern die Diagnose und ermöglichen eine genauere und möglichst frühe Therapie. Dabei haben die Fortschritte in der Computertomographie (CT), die Verringerung der Strahlendosis und die Verbesserung der Magnetresonanztomographie (MRT) schon jetzt zu einer deutlichen Verbesserung und Vertiefung der Bildgebung geführt.

Das DZL fördert die Forschung im Bereich Thoraxradiologie.  So sollen neue Indikationsfelder für weitere Krankheitsgebiete erschlossen werden. Erforscht wird auch, wie Mediziner mit Hilfe der Bildgebung genauer zwischen bösartigen und gutartigen Erkrankungen der Lunge unterscheiden können. Die Imaging-Plattform der Radiologie am Uni-Klinikum München stellt dafür modernste Techniken und Geräte zur Verfügung und unterstützt damit die Forschung im DZL und darüber hinaus.

Aktuelle Projekte im Bereich radiologischer Bildgebung bei Lungenerkrankungen:

Kontrastreich - Neuartige Röntgenbasierte Bildgebung der Lunge

Die gitterbasierte Phasenkontrast Computertomographie (PC-CT) ist eine in den vergangenen Jahren neu entwickelte röntgenbasierte Bildgebungstechnik. Vorexperimente haben gezeigt, dass der bei dieser Messtechnik entstehende Kontrast außerordentlich spezifisch auf Veränderungen im komplizierten Lungengewebe reagiert. Im Rahmen einer Kooperation mit Prof. Pfeiffer (Lehrstuhl Biomedizinische Physik der TU München) und Dr. Andrea Bähr (Lehrstuhl für Molekulare Tierzucht und Biotechnologie) konnte bereits in ersten Experimenten gezeigt werden, dass sich diese Technologie bei Lungenerkrankungen einsetzen lässt:

PC-CT Aufnahmen einer Schweinelunge
© LMU Klinikum München
PC-CT Aufnahmen einer Schweinelunge

Bilderklärung: Aufnahmen einer gesunden Schweinelunge im konventionellen Transmissionsbild/Röntgenbild (obere Reihe) und mittels neuartiger Röntgenphasenkontrast Dunkelfeldradiographie (untere Reihe). Nach Befüllen des Pleuraraums (Raum zwischen Lungen und Brustwand) mit Luft (dies entspricht dem Krankheitsbild eines Pneumothorax), stellt sich dieser im Dunkelfeldbild als dunkles Areal zwischen Lunge und Rippen dar (Mitte, Pfeil). In der Transmissions-Aufnahme ist der Pneumothorax nicht zu erkennen. Erst nach zunehmender Befüllung mit Luft in den Pleuraraum (rechts) ist der Pneumothorax auch im Transmissionsbild zu erkennen.

© Hellbach K, Bähr A, De Marco F, Willer K, Gromann L, Herzen J, Dmochewitz M, Auweter S, Fingerle AA, Noël PB, Rummeny EJ, Yaroshenko A, Maack I, Pralow T, van der Heijden H, Wieberneit N, Proksa R, Koehler T, Rindt K, Schroeter TJ, Mohr J, Bamberg F, Ertl-Wagner B, Pfeiffer F, Reiser MF. Depiction of pneumothoraces in a large animal model using x-ray dark-field radiography. Sci Rep. 2018 Feb 8;8(1):2602. )

Magnetresonanztomographie – stetige Verbesserung der Leistungsfähigkeit

Moderne MR-Tomographen sind bereits wesentlich schneller und leistungsfähiger als ihre Vorgänger. Wegen des großen Volumens der Lunge kommt es aber immer noch zu langen Aufnahmezeiten, was immer noch eine große Herausforderung für die Nutzung dieser bildgebenden Methode darstellt. Außerdem sollen weitere Lungenparameter wie der lokale Blutfluss mit neuen MRT-Verfahren dargestellt werden. Das Ziel: MRT-Verfahren für die Lungenbildgebung am Patienten zu etablieren. Denn obwohl eine Vielzahl von Studien den Nutzen der MR Bildgebung belegen, ist die klinische Anwendung noch sehr limitiert.

MRT-Bilder des lokalen Blutflusses im Lungengewebe, links eine gesunde Lunge, rechts Patient mit Lungenhochdruck - © LMU Klinikum München
MRT-Bilder lokaler Blutfluss

Lungenphantom – Gerät zur Simulation von Lungenerkrankungen

Neue Methoden, Techniken oder Geräte für bildgebende Verfahren zu testen, stellt die Wissenschaftler mitunter vor besondere Probleme - speziell bei Krankheiten der Lunge. Bei CT-Aufnahmen oder Bestrahlungstechniken etwa darf eine definierte Dosis nicht überschritten werden. Oder die Patienten atmen unregelmäßig oder sind nicht in der Lage, die Luft anzuhalten. Kontrollierte Studien sind deswegen sehr schwierig. Um diese Beschränkungen zu umgehen, nutzen die Forscher der Imaging-Plattform ein sogenanntes Lungenphantom. Dieses Gerät ermöglicht die stabile Beatmung einer frisch entnommenen, tierischen oder menschlichen Lunge über Stunden.  Damit lassen sich Lungenerkrankungen simulieren und besser erforschen.

Strahlenreduzierte Computertomographie – Zweiquellen CT

Die Debatte über die Risiken von Strahlen für den Patienten während CT-Untersuchungen hat nie an Brisanz verloren. Die Strahlendosis wurde deswegen kontinuierlich verringert. Eine besonders wichtige Rolle spielt dieses Prinzip der Niedrigdosis bei Folgeuntersuchungen, vor allem bei Kindern. Ein kürzlich entwickeltes CT-Gerät, ein Zweiquellen CT lässt den Benutzer zum Zweck der Dosisreduktion einen Modus aktivieren, der bei speziellen  Lungenuntersuchungen mit einem Zehntel der herkömmlichen Dosis auskommen soll. Erste Bilder und erste Tests an diesem Gerät sind vielversprechend. Eine genauere, realitätsnahe Studie soll jetzt helfen, die Nutzbarkeit dieser Technik einschätzen zu können.

Gruppenleiterin

Prof. Dr. Birgit Ertl-Wagner
Principal Investigator Platform Imaging

Tel: +49 89 4400 7 3250
Mail: Birgit.Ertl-Wagner (at) med.lmu.de

Klinik und Poliklinik für Radiologie
Klinikum der Universität München
Campus Großhadern

Marchioninistraße 15
81377 München

Teammitglieder

Prof. Dr. Julien Dinkel (Principal Investigator Thorakale Bildgebung)
Moritz Schneider (Physiker - Post Doc)
David Bondesson (Physiker - Doktorand)
Dr. Katharina Hellbach (Radiologin)
Dr. Caroline Burgard (Radiologin)
Dr. Olga Solyanik (Radiologin)
Dr. Franziska Schöppe (Radiologin)
Dr. Nina Hesse (Radiologin)

Frühgeborenes mit Lungenkrankheit

MRT - neueste Technik im klinischen Einsatz

Erleben Sie in Bild, Text und Videos, wie MRT-Bilder helfen, chronische Lungenkrankheiten bei Frühgeborenen zu diagnostizieren (AIRR-Studie)

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