Parametrische Bildgebung und Flussmessungen
Quantifizierung des Blutflusses
Die Beurteilung der hämodynamischen Parameter des Herz-Kreislauf-Systems ist für die Diagnose und Risikostratifizierung von Herzpatienten von entscheidender Bedeutung. Die Magnetresonanztomographie bietet eine Reihe von Methoden zur quantitativen Abbildung von Blutflussparametern und -mustern im gesamten Kreislaufsystem. Unsere Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Validierung von Methoden zur Untersuchung von Fliesseigenschaften, Strömungsenergetik und Parametern von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen. Wir setzen mehrdimensionale Kodierungsstrategien zusammen mit fortschrittlichen Bildrekonstruktionsansätzen ein, um die Datenerfassung innerhalb klinisch akzeptabler Scanzeiten zu ermöglichen.
Perfusionsbildgebung
Die Gewebedurchblutung ist ein entscheidender Parameter bei der Beurteilung von ischämischen Herzerkrankungen. Die kontrastmittelverstärkte MR-Perfusionsbildgebung hat sich als diagnostisch äusserst wertvoll erwiesen. Um die begrenzte räumliche Auflösung und Abdeckung herkömmlicher MR-Bildgebungsverfahren zu beheben, entwickeln und implementieren wir hochgradig unterabgetastete 3D-Bildgebungsansätze, die eine dynamische Kartierung quantitativer Perfusionsinformationen des gesamten Herzens ermöglichen. In enger Zusammenarbeit mit klinischen Partnern werden diese Methoden bei Herzpatienten angewendet und ihre diagnostische und prognostische Leistung im Vergleich zu aktuellen Referenzmethoden validiert.
Bewegung und mechanische Belastung
Veränderungen der Kontraktions- und Entspannungsmuster des Herzens sind frühe und empfindliche Anzeichen für eine Herzfunktionsstörung. Unter Verwendung von Bewegungskodierungsprinzipien, die auf MR-Gewebemarkierung, Verschiebungskodierung und Gewebephasenabbildung in Verbindung mit Konzepten zur reduzierten Datenerfassung basieren, entwickeln und wenden wir Methoden zur quantitativen Bewertung von Bewegungsmustern, Gewebescherung und Dehnungsraten an. Diese Daten dienen nicht nur diagnostischen Zwecken, sondern liefern auch Input und Randbedingungen für fortgeschrittene bildbasierte biomechanische Modellierung, um Erkenntnisse zu rationalisieren und Veränderungen der Herzanatomie und -funktion unter verschiedenen Bedingungen vorherzusagen.
Diffusionsbildgebung
Während die Diffusions-Tensor-Bildgebung zu einer Schlüsselmodalität der Bildgebung des Gehirns geworden ist, ist ihre Anwendung auf das In-vivo-Herz eine grosse Herausforderung. Mit Hilfe spezieller MR-Pulssequenz-Designs und Datenverarbeitungsalgorithmen entwickeln wir Ansätze zur Bewegungskompensation und -korrektur, um die Faserarchitektur des schlagenden Herzens auf robuste Weise abzubilden. Diese Arbeit ermöglicht Einblicke in mikrostrukturelle und dynamische Veränderungen von Myozytenaggregaten und stellt eine Verbindung zu makroskopischen Beobachtungen von Herzfunktionsstörungen her. Über die Diffusions-Tensor-Bildgebung hinaus erforschen wir auch fortschrittliche Kodierungskonzepte, um die Gewebedurchblutung zusammen mit mikrostrukturellen Parametern abzubilden.