Arbeitsgruppen der Klinik und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Nuklearmedizin

  • Molekulare Bildgebung und Therapie von Tumoren mit Nanobodies

    Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der molekularen Bildgebung und Therapie von Tumoren unter Einsatz von rekombinanten Nanobody-Konstrukten.

    Nanobodies sind rekombinante Antikörper-Fragmente mit hohem diagnostischem und therapeutischem Potential. Nanobodies werden aus den Schwereketten-Antikörpern gewonnen, die natürlicherweise von Lamas und anderen Kameliden produziert werden. Aufgrund ihrer geringen Größe von ~15 kDa zeigen Nanobodies eine rasche Gewebepenetration und eine effiziente Markierung spezifischer Zielantigene in vivo.

    In Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Friedrich Koch-Nolte aus dem Institut für Immunologie haben wir CD38-spezifische Nanobodies aus immunisierten Lamas isoliert. Aufgrund fehlender Effektordomänen eignen sich Nanobodies allein jedoch nicht für die Tumortherapie. Daher haben wir die Nanobodies genetisch mit dem Fc-Anteil von humanem IgG1 zu Schwereketten-Antikörpern fusioniert.

    Diese CD38-spezifischen Nanobodies und Schwerekettenantikörper setzen wir in präklinischen Modellen für die Bildgebung und Therapie des Multiplen Myeloms ein. Darüber hinaus haben wir aus den CD38-spezifischen Nanobodies auch so genannte chimäre Antigenrezeptoren (CARs) entwickelt, bei denen der Nanobody als bindende Domäne dient und welche sich ebenfalls für die Therapie des Multiplen Myeloms einsetzen lassen.

    Das Ziel unserer wissenschaftlichen Untersuchungen ist die Weiterentwicklung der Nanobodies für die verbesserte Diagnostik und Therapie des Multiplen Myeloms sowie anderer Tumorerkrankungen.

    Abbildungen

    Schematische Darstellung der Bildgebung des Multiplen Myeloms mittels Fluorophor- und radioaktiv-markierten Nanobodies.
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    Bildgebung bei Multiplem Myelom mit Nanobodies
    Schematische Darstellung der Therapie des Multiplen Myeloms mittels Nanobody-basierten Schwerekettenantikörpern und chimären Antigenrezeptoren (CARs).
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    Therapie bei Multiplem Myelom mit Nb-basierten Konstrukten

    • 1. Schematische Darstellung der Bildgebung des Multiplen Myeloms mittels Fluorophor- und radioaktiv-markierten Nanobodies.
    • 2. Schematische Darstellung der Therapie des Multiplen Myeloms mittels Nanobody-basierten Schwerekettenantikörpern und chimären Antigenrezeptoren (CARs).

    Kontakt

    Peter Bannas
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Peter Bannas
    • Facharzt für Radiologie

    Kooperationen

    Prof. Dr. Friedrich Koch-Nolte, Institut für Immunologie

    Prof. Dr. Nicolaus Kröger, Interdisziplinäre Klinik und Poliklinik für Stammzelltransplantation

    PD Dr. Gunter Schuch, Hämatologisch-Onkologischen Praxis Altona (HOPA)

    Prof. Dr. Katja Weisel, II. Medizinische Klinik und Poliklinik (Onkologie, Hämatologie, Knochenmarktransplantation, Pneumologie)

    Ausgewählte Publikationen

    Schriewer L, Schütze K, Petry K, Hambach J, Fumey W, Koenigsdorf J, Baum N, Menzel S, Rissiek B, Riecken K, Fehse B, Röckendorf JL, Schmid J, Albrecht B, Pinnschmidt H, Ayuk F, Kröger N, Binder M, Schuch G, Hansen T, Haag F, Adam G, Koch-Nolte F, Bannas P. Nanobody-based CD38-specific heavy chain antibodies induce killing of multiple myeloma and other hematological malignancies. Theranostics. 2020 Feb 3;10(6):2645-2658. doi: 10.7150/thno.38533.

    Hambach J, Riecken K, Cichutek S, Schütze K, Albrecht B, Petry K, Röckendorf JL, Baum N, Kröger N, Hansen T, Schuch G, Haag F, Adam G, Fehse B, Bannas P, Koch-Nolte F. Targeting CD38-Expressing Multiple Myeloma and Burkitt Lymphoma Cells In Vitro with Nanobody-Based Chimeric Antigen Receptors (Nb-CARs). Cells. 2020 Jan 29;9(2):321. doi: 10.3390/cells9020321.

    Schütze K, Petry K, Hambach J, Schuster N, Fumey W, Schriewer L, Röckendorf J, Menzel S, Albrecht B, Haag F, Stortelers C, Bannas P, Koch-Nolte F. CD38-Specific Biparatopic Heavy Chain Antibodies Display Potent Complement-Dependent Cytotoxicity Against Multiple Myeloma Cells. Front Immunol. 2018 Nov 19;9:2553. doi: 10.3389/fimmu.2018.02553.

    Bannas P, Koch-Nolte F. Perspectives for the Development of CD38-Specific Heavy Chain Antibodies as Therapeutics for Multiple Myeloma. Front Immunol. 2018 Nov 6;9:2559. doi: 10.3389/fimmu.2018.02559.

    Bannas P, Hambach J, Koch-Nolte F. Nanobodies and Nanobody-Based Human Heavy Chain Antibodies As Antitumor Therapeutics. Front Immunol. 2017 Nov 22;8:1603. doi: 10.3389/fimmu.2017.01603.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Peter Bannas
    Erstellung: 31.03.2021
    Letzte Änderung: 31.03.2021
  • Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Untersuchung von physiologischen und pathologischen Blutflüssen mittels vierdimensionaler Fluss Magnetresonanztomographie (4D Fluss MRT).

    Die 4D Fluss MRT ist eine kürzlich entwickelte MRT-Technik, welche die kontrastmittelfreie Visualisierung und Quantifizierung von Blutflüssen in den Gefäßen ermöglicht. Die Technik basiert auf der Phasenkontrast-Bildgebung, einer MRT-Technik, die die gleichzeitige Co-Registrierung von morphologischen Bild- und Geschwindigkeitsdaten ermöglicht. Die 4D Fluss MRT erlaubt nicht nur die Quantifizierung von Blutflüssen, sondern auch die Darstellung komplexer pathologischer Veränderungen der Hämodynamik, wie Vortices und Helices. Darüber hinaus kann die Exzentrizität des Blutflusses dargestellt werden. Außerdem kann aus der 4D Fluss MRT die Wandschubspannung als Maß für die auf die Aortenwand einwirkenden Kräfte abgeleitet werden.

    Zu den Krankheitsspektren, die wir mit der 4D Fluss MRT untersuchen, gehören aortale Erkrankungen wie das Marfan Syndrom, die bikuspide Aortenklappenerkrankung sowie das abdominelle Aortenaneurysma. Darüber hinaus untersuchen wir den portalen Blutfluss bei Patienten mit portalem Hypertonus und vor bzw. nach Pfortaderembolisation.

    Das Ziel unserer wissenschaftlichen Untersuchungen ist die Etablierung der 4D Fluss MRT als Imaging Biomarker zur verbesserten Diagnostik unterschiedlicher angeborener und erworbener kardiovaskulärer Erkrankungen.

    Abbildungen

    4D Fluss MRT der Aorta
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    4D Fluss MRT der Aorta
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    4D Fluss MRT eines TIPS
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    4D Fluss MRT eines TIPS
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    • 1. 4D Fluss MRT bei einem Patienten mit bikuspider Aortenklappenerkrankung und konsekutiv dilatierter Aorta mit pathologischem exzentrischen und helikalen Flussprofil.
    • 2. 4D Fluss MRT bei einer Patientin mit portalem Hypertonus nach Anlage eines transjugulären intrahepatischen portosystemischen Shunts (TIPS).

    Kontakt

    Peter Bannas
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Peter Bannas
    • Facharzt für Radiologie
    Alexander Lenz
    Dr. med.
    Alexander Lenz
    • Facharzt für Radiologie
    Christoph Riedel
    Dr. med.
    Christoph Riedel
    Inka Ristow
    Dr. med.
    Inka Ristow
    Felicia-Marie Wright
    Dr. med.
    Felicia-Marie Wright

    Kooperationen

    Prof. Dr. med. Yskert von Kodolitsch, Klinik und Poliklinik für Kardiologie

    Dr. med. Johannes Petersen, Klinik und Poliklinik für Herz- und Gefäßchirurgie

    Prof. Dr. med. Evaldas Girdauskas, UK Augsburg, Klinik für Herz- und Thoraxchirurgie

    PD Dr. med. Johannes Kluwe, I. Medizinische Klinik und Poliklinik

    Dr. med. Asmus Heumann, Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral- und Thoraxchirurgie

    PD Dr. med. Björn Schönnagel, Klinik und Poliklinik für Radiologie und Nuklearmedizin

    Prof. Dr. med. Tilo Kölbel, Klinik und Poliklinik für Gefäßmedizin

    Ausgewählte Publikationen

    Petersen J, Lenz A, Adam G, Reichenspurner H, Bannas P, Girdauskas E. Changes in transvalvular flow patterns after aortic valve repair: comparison of symmetric versus asymmetric aortic valve geometry. Eur J Cardiothorac Surg. 2020 Dec 7:ezaa445. doi: 10.1093/ejcts/ezaa445.

    Riedel C, Lenz A, Fischer L, Li J, Piecha F, Kluwe J, Adam G, Bannas P. Abdominal Applications of 4D Flow MRI. Rofo. 2020 Dec 2. English. doi: 10.1055/a-1271-7405.

    Lenz A, Petersen J, Riedel C, Weinrich JM, Kooijman H, Schoennagel BP, Adam G, von Kodolitsch Y, Reichenspurner H, Girdauskas E, Bannas P. 4D flow cardiovascular magnetic resonance for monitoring of aortic valve repair in bicuspid aortic valve disease. J Cardiovasc Magn Reson. 2020 Apr 30;22(1):29. doi: 10.1186/s12968-020-00608-0.

    Weinrich JM, Lenz A, Girdauskas E, Adam G, von Kodolitsch Y, Bannas P. Current and Emerging Imaging Techniques in Patients with Genetic Aortic Syndromes. Rofo. 2020 Jan;192(1):50-58. English, German. doi: 10.1055/a-0914-3321.

    Lenz A, Fischer L, Li J, Bannas P. 4D Flow MRI for Monitoring Portal Flow in a Liver Transplant Recipient with a Renoportal Anastomosis. Rofo. 2019 Sep;191(9):847-848. doi: 10.1055/a-0862-0778.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Peter Bannas
    Erstellung: 30.03.2021
    Letzte Änderung: 30.03.2021
  • Im Zuge der zunehmenden und verbesserten Diagnostik erfährt die Inzidenz des Prostatakarzinoms in Deutschland wie auch weltweit eine rasante Zunahme. Bei Männern, die in einem Alter von mehr als 79 Jahren aus anderer Ursache verstorben waren, konnten neuere Studien in 59 % aller Fälle in der Autopsie ein inzidentelles Prostatakarzinom nachweisen, also ein Krebs, der sich nicht auf die Lebenserwartung des Mannes ausgewirkt hat. Insbesondere die gegenwertige bildgebende Diagnostik steht somit vor der wichtigen Herausforderung zwischen jenen Karzinomen zu unterscheiden, die aufgrund ihrer Aggressivität eine frühzeitige Therapie benötigen und solchen von denen Man(n) niemals hätte wissen müssen. Die Arbeitsgruppe urogenitale Diagnostik erforscht daher Methoden, um insbesondere mithilfe der sog. multiparametrischen Magnetresonanztomographie die vermuteten, oder bereits nachgewiesenen Tumore möglichst exakt charakterisieren zu können.

    Tumornachweis mit der multiparametrischen Prostata MRT

    Die multiparametrische MRT ermöglicht den nicht invasiven Nachweis und die Charaktierisierung von Prostatakarzinomen. Die multiparametrische MRT besteht aus multiplanaren T2-w Serien, einer Diffusionsbildgebung und einer dynamischen Kontrastmittelserie. Die Auswertung der MRTs erfolgt nach PI-RADS Kriterien, aktuell anhand der Version 2.1. Im Rahmen von Studien wird der Wert der einzelnen Parameter für den Tumornachweis geprüft. Als Goldstandard dienen hierfür die Histologie von gezielten Biopsien (TRUS Fusionsbiopsien) und die OP-Histologie nach radikaler Prostatektomie.

    Prognosekriterien einer präoperativen multiparametrischen Prostata MRT

    Für das lokale Staging ist die multiparametrische Prostata MRT der Goldstandard in der präoperativen Diagnostik. Die Ergebnisse der präoperativen MRT mit der neuesten Gerätetechnik werden denen der postoperativ vorliegenden Pathologie gegenübergestellt. In Studien wurde so die Treffsicherheit für den Nachweis einer Kapselüberschreitung geprüft. Außerdem wurden morphologische Kriterien im MRT untersucht und mit der postoperativen Harnkontinenz korreliert.

    Verlaufskontrollen bei Active Surveillance Konzept bei Niedrigrisikotumoren

    Die aktive Überwachung ist ein zunehmend anerkanntes Konzept bei niedrig Risiko Prostatakarzinomen. Im Rahmen von Studien liegen feste Einschlußkriterien für dieses Behandlungskonzept vor. Sie orientieren sich am PSA-Wert, an der Anzahl der Biopsien mit Tumornachweis und am Tumoranteil in der Stanzbiopsie. Die multiparametrische Prostata MRT ist ein wichtiges Instrument zum Nachweis dieser Tumore und zur Verlaufskontrolle sowie zur Vorbereitung gezielter Biopsien. Im Rahmen von Studien soll die Abgrenzbarkeit dieser Tumore vom gesunden Prostatagewebe einerseits und die Differenzierung gegenüber schlecht differenzierten Hochrisiko-Tumoren andererseits untersucht werden.

    Abbildungen

    Multiparametrische MRT bei 3 Tesla Feldstärke. Zwei tumorsuspekte Läsionen rechts mit Signalminderung im T2-gewichteten Bild (A), Diffusionsrestriktion mit Signalanhebung in der DWI b-2000 (B) sowie vermehrter Kontrastmittelperfusion (C) und einer Parameterkarte (Kep) (D).
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    MRT der Prostata
    Tumorsuspekte Läsionen rechts
    Multiparametrisches MRT bei 3 Tesla Feldstärke. Die Vermessung von Länge und Winkel (MUL, MUA) der intraprostatischen Harnröhre erlaubt Rückschlüsse auf das Risiko für eine mögliche Inkontinenz nach Entfernung der Prostata
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    MRT der Prostata
    Vermessung von Länge und Winkel der intraprostatischen Harnröhre

    • 1. Multiparametrische MRT bei 3 Tesla Feldstärke. Zwei tumorsuspekte Läsionen rechts mit Signalminderung im T2-gewichteten Bild (A), Diffusionsrestriktion mit Signalanhebung in der DWI b-2000 (B) sowie vermehrter Kontrastmittelperfusion (C) und einer Parameterkarte (Kep) (D).
    • 2. Multiparametrisches MRT bei 3 Tesla Feldstärke. Die Vermessung von Länge und Winkel (MUL, MUA) der intraprostatischen Harnröhre erlaubt Rückschlüsse auf das Risiko für eine mögliche Inkontinenz nach Entfernung der Prostata

    Kontakt

    Dirk Beyersdorff
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Dirk Beyersdorff
    • Facharzt für Radiologie
    Markus Sauer
    Dr. med.
    Markus Sauer
    • Facharzt für Radiologie

    Moritz Müller (Doktorand)

    Kooperationen

    Martini-Klinik am UKE, Prostatakrebszentrum

    Prof. Dr. Lars Budäus, Prof. Dr. Georg Salomon, Frau Dr. Sophie Knipper

    Ausgewählte Publikationen

    Franiel T, Asbach P, Beyersdorff D, Blondin D, Kaufmann S, Mueller-Lisse UG, Quentin M, Rödel S, Röthke M, Schlemmer HP, Schimmöller L; Vorstand der Deutschen Röntgengesellschaft e. V. (DRG); Vorstand des Berufsverbandes der Deutschen Radiologen (BDR). mpMRI of the Prostate (MR-Prostatography): Updated Recommendations of the DRG and BDR on Patient Preparation and Scanning Protocol. Röfo. 2021 Mar 18. English, German. doi: 10.1055/a-1406-8477.

    Leyh-Bannurah SR, Kachanov M, Karakiewicz PI, Beyersdorff D, Pompe RS, Oh-Hohenhorst SJ, Fisch M, Maurer T, Graefen M, Budäus L. Combined systematic versus stand-alone multiparametric MRI-guided targeted fusion biopsy: nomogram prediction of non-organ-confined prostate cancer. World J Urol. 2021 Jan;39(1):81-88. doi: 10.1007/s00345-020-03176-1.

    Sauer M, Tennstedt P, Berliner C, Well L, Huland H, Budäus L, Adam G, Beyersdorff D. Predictors of short and long term urinary incontinence after radical prostatectomy in prostate MRI: Significance and reliability of standardized measurements. Eur J Radiol. 2019 Nov;120:108668. doi: 10.1016/j.ejrad.2019.108668.

    Leyh-Bannurah SR, Kachanov M, Beyersdorff D, Tian Z, Karakiewicz PI, Tilki D, Fisch M, Maurer T, Graefen M, Budäus L. Minimum Magnetic Resonance Imaging- Ultrasound Fusion Targeted Biopsy Cores Needed for Prostate Cancer Detection: Multivariable Retrospective, Lesion Based Analyses of Patients Treated with Radical Prostatectomy. J Urol. 2020 Feb;203(2):299-303. doi: 10.1097/JU.0000000000000527.

    Leyh-Bannurah SR, Kachanov M, Beyersdorff D, Preisser F, Tilki D, Fisch M, Graefen M, Budäus L. Anterior Localization of Prostate Cancer Suspicious Lesions in 1,161 Patients Undergoing Magnetic Resonance Imaging/Ultrasound Fusion Guided Targeted Biopsies. J Urol. 2018 Nov;200(5):1035-1040. doi: 10.1016/j.juro.2018.06.026.

    Sauer M, Weinrich JM, Fraune C, Salomon G, Tennstedt P, Adam G, Beyersdorff D. Accuracy of multiparametric MR imaging with PI-RADS V2 assessment in detecting infiltration of the neurovascular bundles prior to prostatectomy. Eur J Radiol. 2018 Jan;98:187-192. doi: 10.1016/j.ejrad.2017.11.019.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie die AG-Mitglieder, falls Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Dirk Beyersdorff
    Erstellung: 01.04.2021
    Letzte Änderung: 01.04.2021
  • Untersuchung des „Patellofemoralen Maltrackings“ mithilfe der kinematischen-MRT

    Die Entwicklung eines MRT-kompatiblen Device zur Lagerung und aktiven Bewegung des Kniegelenks während der MRT ermöglicht eine präzise Beurteilung des Bewegungsablaufs im Kniegelenk. Hierzu werden Bilddaten während der Flexion-Extensions-Bewegung in hoher zeitlicher Auflösung akquiriert. In aktuellen Machbarkeitsstudien konnte der klinische Nutzen der kinematischen MRT-Bildgebung zur Evaluation des patellofemoralen Maltrackings demonstriert werden. Mithilfe der Kinematik konnten signifikante Unterschiede der medio-lateralen Translation der Patella zwischen gesunden Proband:innen und Patient:innen mit einem Maltracking nachgewiesen werden. Weiter konnten mithilfe der Untersuchungstechnik die Einflüsse kongenitaler, anatomischer Risikofaktoren bei physiologischer Bewegung und Muskelkontraktion auf das Maltracking aufgezeigt werden (TT-TG, Trochleadysplasie, genu valgum ect.). Im Rahmen zukünftiger Studien soll die Messmethodik zur Quantifizierung des patellofemoralen Maltrackings im MRT weiter standardisiert und ihr Nutzen für die Therapiekontrolle nach chirurgischen Korrektur-OPs evaluiert werden.

    Knorpeldiagnostik mittels multiparametrischer quantitativer MRT

    In den letzten Jahren sind verschiedene quantitative MR-Untersuchungstechniken wie das T2-, T2*- und T1rho- Mapping im Knorpelgewebe untersucht worden. Die T2/T2*- und T1rho- Relaxationszeiten werden als potentielle Biomarker aufgefasst, um Rückschlüsse auf die biochemische, makromolekulare Struktur des hyalinen Gelenkknorpels zu ziehen (u.a. Gehalt und Aufbau von Kollagen, Proteoglykane und Gykosaminoglykane). Ein Hauptziel dieser Untersuchungstechniken ist es, initiale Knorpelschäden anhand veränderter Relaxationszeiten im Knorpel nachzuweisen, bevor morphologische Veränderungen im MRT sichtbar sind. Im Rahmen bisheriger Studien konnten wir den Nutzen der quantitativen MRT- Untersuchung aufzeigen, um potentielle Frühschäden im Knorpel des Kniegelenks bei Profi-Fußballer:innen nachzuweisen und um den Einfluss von Risikofaktoren wie einer erhöhten TTTG-Distanz auf die Entwicklung von Knorpelschäden im retropatellaren Gelenkknorpel zu evaluieren. Weiter konnte in einer Machbarkeitsstudie demonstriert werden, dass die quantitative MRT auch in anderen Knorpelstrukturen wie dem Discus interpubicus der Symphyse eine potentielle Messtechnik darstellt, um degenerative oder posttraumatische Veränderungen mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit zu erfassen. Im Rahmen aktueller prospektiver Studien wird die quantitative MR-Bildgebung zur Analyse des retropatellaren Gelenkknorpels bei der Erkrankung der patellofemoralen Instabilität untersucht.

    Stellenwert der MRT Diagnostik im Profisport

    Die MRT gilt heute in der Sportmedizin als die Bildgebung der Wahl, um Gelenkverletzungen nachzuweisen. Dank ihrer hohen örtlichen Auflösung und ihres sehr guten Weichteilkontrasts können Verletzungsmuster mit hoher Detailerkennung erfasst werden. Neben den Hauptverletzungen können so oft Begleitverletzungen detektiert werden, die Einfluss auf den Verletzungsgrad und die Ausfallzeit der Sportler:innen haben („return to play“). In einer aktuellen Studie konnte gezeigt werden, dass Bandverletzungen im Chopart-Gelenk, die im Rahmen eines „Umknicktraumas“ des Sprunggelenks auftreten, zu signifikant längeren Ausfallszeiten bei Sportler:innen führen. In einer derzeitigen Studie wird die Häufigkeit und der Schweregrad von Begleitverletzungen im Rahmen von vorderen Kreuzbandrupturen erfasst und ihr Einfluss auf die Therapie und Prognose der Verletzungen untersucht. Der Fokus liegt hierbei insbesondere auf den Strukturen des medialen und posteromedialen Bandapparats, da dieser maßgeblich zur Stabilität des Kniegelenks beiträgt.

    In einer weiteren aktuellen Studie wird der Einsatz der semiquantitativen MRT des Kniegelenks bei Profisportler:innen untersucht. Ziel ist die Etablierung eines Systems zur objektiven Beurteilung der Beschaffenheit der Kniegelenke von Profi-Fußballer:innen. In Kooperation mit dem Athletikum des UKE soll eine systematische Aufarbeitung erfolgen und die Prävalenz von pathologischen und degenerativen Veränderungen der Kniegelenke von professionellen Fussballspieler:innen (zB. Knorpelschäden, knöcherne Veränderungen, ligamentäre Traumata etc.) erfasst werden. Im zweiten Schritt wird die semiquantitative MRT mit den Leistungsdaten der Spieler:innen verglichen, mit dem Ziel herauszufinden, ob ein messbarer Zusammenhang zwischen der Vorschädigung des Kniegelenks und der Anzahl der Tage, an denen die Sportler:innen nicht am Training oder Spielen teilnehmen können, besteht.

    Abbildungen

    1.	Quantifizierung der lateralen Patellatranslation mithilfe Axiale CINE-Sequenz bei einem Normalprobanden (a) und Patienten mit Maltracking (b): Abstand (rote Linie) zwischen einer Tangente durch den trochlearen Sulcus (TL) in 90° zur posterioren Kondylenhinterkante (PCL) sowie der ebenfalls in 90° befindlichen Tangente durch das isometrische Patellazentrum (gestrichelte Linie).
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    MRT des Kniegelenks
    Quantifizierung der lateralen Patellatranslation
    2.	Color map: Sagittale Quantitative T2*-Sequenz der medialen patellaren Gelenkfacette bei einem Normalproband (a) und einem professionellen Fussballspieler (b), zur Bestimmung der spezifischen T2*-Relaxationszeiten im retropatellaren Knorpelgewebe.
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    MRT des Kniegelenks
    Color map

    • 1. Quantifizierung der lateralen Patellatranslation mithilfe Axiale CINE-Sequenz bei einem Normalprobanden (a) und Patienten mit Maltracking (b): Abstand (rote Linie) zwischen einer Tangente durch den trochlearen Sulcus (TL) in 90° zur posterioren Kondylenhinterkante (PCL) sowie der ebenfalls in 90° befindlichen Tangente durch das isometrische Patellazentrum (gestrichelte Linie).
    • 2. Color map: Sagittale Quantitative T2*-Sequenz der medialen patellaren Gelenkfacette bei einem Normalproband (a) und einem professionellen Fussballspieler (b), zur Bestimmung der spezifischen T2*-Relaxationszeiten im retropatellaren Knorpelgewebe.

    Kontakt

    Frank Henes
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Frank Oliver Henes
    • Facharzt für Radiologie
    Azien Quitzke
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Azien Quitzke
    • Fachärztin für Radiologie
    Kai-Jonathan Maas
    Dr. med.
    Kai-Jonathan Maas
    Malte Warncke
    Dr. med.
    Malte Warncke
    • Facharzt für Radiologie
    Dr. med.
    Miriam Leiderer

    Kooperationen

    Prof. Dr. med. Karl-Heinz Frosch, Klinik und Poliklinik Unfallchirurgie und Orthopädie
    Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

    PD Dr. med. Götz Hannes Welsch, UKE Athletikum, Kompetenzzentrum für Sport- und Bewegungsmedizin

    Ausgewählte Publikationen

    Leiderer MT, Welsch GH, Molwitz I, Maas KJ, Adam G, Bannas P, Henes FO. Magnetic resonance imaging of midtarsal sprain: Prevalence and impact on the time of return to play in professional soccer players. Eur J Radiol. 2021 Feb;135:109491. doi: 10.1016/j.ejrad.2020.109491.

    Maas KJ, Warncke M, Behzadi C, Welsch GH, Schoen G, Kaul MG, Adam G, Bannas P, Henes FO. Correlation of T2* relaxation times of the retropatellar cartilage with tibial tuberosity-trochlea groove distance in professional soccer players. Sci Rep. 2020 Sep 18;10(1):15355. doi: 10.1038/s41598-020-72299-7.

    Frings J, Dust T, Krause M, Ohlmeier M, Frosch KH, Adam G, Warncke M, Maas KJ, Henes FO. Objective assessment of patellar maltracking with 3 T dynamic magnetic resonance imaging: feasibility of a robust and reliable measuring technique. Sci Rep. 2020 Oct 8;10(1):16770. doi: 10.1038/s41598-020-72332-9.

    Maas KJ, Avanesov M, Laqmani A, Weinrich J, Sauer M, Kaul MG, Adam G, Regier M, Behzadi C. Inter- and Intraobserver reproducibility of T2 relaxation times of the discus interpubicus: A feasibility study at 3 Tesla. PLoS One. 2018 Aug 22;13(8):e0202698. doi: 10.1371/journal.pone.0202698.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie die AG-Mitglieder, falls Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Kai-Jonathan Maas
    Erstellung: 26.03.2021
    Letzte Änderung: 26.03.2021
  • Präklinische Magnetresonanztomographie

    Die nicht invasive MRT-Bildgebung ermöglicht auf schonende Art die Langzeitverfolgung von Krankheiten und Therapieansätzen. Entsprechend des 3R-Prinzips (Replace, Reduce, Refine) lassen sich die benötigten Versuchstierzahlen drastisch reduzieren. So lässt sich ohne großen Aufwand oder hohe Belastung für das Tier das Wachstum eines Tumors oder einer Entzündung und der Effekt einer Therapie in vivo evaluieren. Generell können wir mit unseren 7 Tesla Kleintier-MRT entzündliche Prozesse, Tumorentwicklung, kardiologische oder neurologische Ereignisse hochauflösend anatomisch oder funktionell, metabolisch unter bestimmten immunologischen Konstellationen untersuchen. Diese Vorgänge werden anhand von Messgrößen beurteilt, welche im Rahmen von Methodenentwicklungen als Biomarker identifiziert wurden. Mit Hilfe von Kontrastmittelmarkierungen kann zudem die in vivo Migration von Zellen verfolgt werden – was helfen soll, die Rolle verschiedener Immunzelltypen oder Stammzellen in Krankheitsmodellen aufzuschlüsseln.

    Magnetic Particle Imaging

    Das Magnetic Particle Imaging ist ein noch junges bildgebendes Verfahren, das eine zeitlich schnelle und sensitive Erfassung von magnetischen Nanokristallen, die durch Injektion oder Zellmarkierung in den Körper eingebracht werden, darstellen kann. Die magnetische Spur (engl. Trace) vermittelt je nach Anwendung die Verfolgung von Zellen oder die Darstellung des Blutflusses. Die Abbildung des Blutflusses kann für angiografische Zwecke oder für die Beurteilung der Vaskularisierung von Organen eingesetzt werden. Da das MPI Verfahren ausschließlich die Verteilung der magnetischen Nanokristalle erfasst, ist eine Untersuchung in Kombination mit einem die Anatomie darstellenden Verfahren, wie der MRT, essentiell.

    Kontrastmittel und Tracerevaluierung

    Kontrastmittel werden regelhaft in der biomedizinischen Bildgebung eingesetzt, um Signalunterschiede zwischen Gewebe oder Blut/Gewebe zu verstärken. Im Gegensatz hierzu erzeugen sogenannte Tracer das eigentliche Messsignal. Die Entwicklung von Kontrastmitteln für die MRT und die von Tracern für das MPI Verfahren ist ein Eckpfeiler für eine erfolgreiche Diagnostik. Für eine Beurteilung der Eignung eines neuartigen Kontrastmittels bzw. Tracers sind nicht nur seine signalverändernden/generierenden Eigenschaften interessant sondern auch dessen Pharmakokinetik. Die Pharmakokinetik des Kontrastmittels bzw. Tracers beschreibt die zeitliche und örtliche Verteilung in Organen und Blut. Pharmakokinetische Parameter wie die Verweilzeiten oder Ausscheidungsraten können wir mit dem MRT und MPI in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung erfassen.

    Serviceprojekt am SFB 841, „Leberentzündung: Infektion, Immunregulation und Konsequenzen“

    Wir sind als Serviceprojekt am SFB 841 beteiligt und verfügen über eine herausragende Expertise in der Visualisierung von hepatobiliären Pathologien. Der SFB 841 befindet sich in seiner finalen, dritten Förderperiode. Hieraus sind enge Forschungskooperationen entstanden.

    Abbildungen

    Dargestellt sind ein präklinischer 7 Tesla Magnetresonanztomograph (MRT) und ein Magnetic Particle Imaging (MPI) Scanner.
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    MRT und MPI
    T2-gewichtetes sagittales MR-Bild einer Maus zeigt im Verlauf das Gehirn, das Rückenmark und die Wirbelsäule.
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    MR-Bild des ZNS einer Maus
    T1-gewichtetes koronales MR-Bild des Abdomens einer Maus. Sichtbar sind die inneren Organe wie Leber und Nieren.
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    MR-Bild des Abdomens einer Maus

    • 1. Dargestellt sind ein präklinischer 7 Tesla Magnetresonanztomograph (MRT) und ein Magnetic Particle Imaging (MPI) Scanner.
    • 2. T2-gewichtetes sagittales MR-Bild einer Maus zeigt im Verlauf das Gehirn, das Rückenmark und die Wirbelsäule.
    • 3. T1-gewichtetes koronales MR-Bild des Abdomens einer Maus. Sichtbar sind die inneren Organe wie Leber und Nieren.

    Angiographie mit einem experimentellen Kontrastmittel in koronaler und sagittaler Schnittführung. Dargestellt sind (a) linker Ventrikel, (b) rechter Ventrikel, Cc) pulmonale Arterien und Venen, (f) Portalvene, (g) Lebervenen, (h) innere Brustarterie und Vene (i) Mesenterialarterie, (j) supraaortale Arterien und Venen, (k) retroorbitaler Sinus.
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    Angiographie mit einem experimentellen Kontrastmittel
    Farbliche Überlagerung eines MPI-Bildes mit einem grauskalierten anatomischen MRT Bild: Die farbig gekennzeichnete Tracerverteilung zeichnet den Verlauf der Hohlvene bis zum Herzen nach Injektion von  magnetischen Nanokristallen nach.
    MPI einer Maus
    Analyse der Ankunftszeit eines injizierten magnetischen Tracers zeigt in Rot die Ankunft im rechten Ventrikel, danach in Gelb den Verlauf durch die Lungengefäße und in Blau die Ankunft im linken Ventrikel.
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    MPI-Angiographie einer Maus

    • 4. Angiographie mit einem experimentellen Kontrastmittel in koronaler und sagittaler Schnittführung. Dargestellt sind (a) linker Ventrikel, (b) rechter Ventrikel, Cc) pulmonale Arterien und Venen, (f) Portalvene, (g) Lebervenen, (h) innere Brustarterie und Vene (i) Mesenterialarterie, (j) supraaortale Arterien und Venen, (k) retroorbitaler Sinus.
    • 5. Farbliche Überlagerung eines MPI-Bildes mit einem grauskalierten anatomischen MRT Bild: Die farbig gekennzeichnete Tracerverteilung zeichnet den Verlauf der Hohlvene bis zum Herzen nach Injektion von magnetischen Nanokristallen nach.
    • 6. Analyse der Ankunftszeit eines injizierten magnetischen Tracers zeigt in Rot die Ankunft im rechten Ventrikel, danach in Gelb den Verlauf durch die Lungengefäße und in Blau die Ankunft im linken Ventrikel.

    Kontakt

    Caroline Jung
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Caroline Jung
    • Fachärztin für Radiologie
    Dr. Dipl.-Phys.
    Michael Kaul
    Tobias Knopp
    Prof. Dr. Ing.
    Tobias Knopp
    Johannes Salamon
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Johannes Salamon
    • Facharzt für Radiologie

    Kooperationen

    Tumormodelle und Therapie

    Prof. Dr. Udo Schumacher (UKE, Institut für Anatomie und Experimentelle Morphologie)

    PD Dr. Dr. Thorsten Frenzel (UKE, Strahlentherapie)

    Dr. Nollau (Forschungsinstitut Kinderkrebs-Zentrum Hamburg)

    Fettstoffwechsel

    Prof. Dr. Jörg Heeren (UKE, Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie)

    Entzündung/Infektion

    Dr. Rudolph Reimer (Heinrich-Pette-Institut)

    Prof. Dr. Hana Lotter (UKE, Bernhard-Nocht-Institut)

    Prof. Dr. Christoph Schramm (UKE, I. Medizinische Klinik und Poliklinik)

    PD Dr. Johannes Kluwe (UKE, I. Medizinische Klinik und Poliklinik)

    Kontrastmittel/Tracerentwicklung

    Prof. Dr. Horst Weller (Universität Hamburg, Physikalische Chemie)

    Prof. Dr. Moungi Bawendi (Massachusetts Institute of Technology University Washington)

    Prof. Dr. Krishnan (University of Washington)

    Ausgewählte Publikationen

    Bruns OT, Ittrich H, Peldschus K, Kaul MG, Tromsdorf UI, Lauterwasser J. Real-time magnetic resonance imaging and quantification of lipoprotein metabolism in vivo using nanocrystals. Nat Nanotechnol. 2009;4: 193–201. doi:10.1038/NNANO.2008.405

    Bartelt A, Bruns OT, Reimer R, Hohenberg H, Ittrich H, Peldschus K, Kaul MG, Tromsdorf UI, Weller H, Waurisch C, Eychmüller A, Gordts PLSM, Rinninger F, Bruegelmann K, Freund B, Nielsen P, Merkel M, Heeren J. Brown adipose tissue activity controls triglyceride clearance. Nat Med. Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited. All Rights Reserved.; 2011;17: 200–5. doi:10.1038/nm.2297

    Gebauer F, Wicklein D, Stübke K, Nehmann N, Schmidt A, Salamon J, Peldschus K, Nentwich MF, Adam G, Tolstonog G, Bockhorn M, Izbicki JR, Wagener C, Schumacher U. Selectin binding is essential for peritoneal carcinomatosis in a xenograft model of human pancreatic adenocarcinoma in pfp--/rag2-- mice. Gut. 2013 May;62(5):741-50. doi: 10.1136/gutjnl-2011-300629.

    Peldschus K, Salamon J, Wicklein D, Lange C, Ittrich H, Adam G, Schumacher U. Interaction of magnetically labeled multipotent mesenchymal stromal cells and E-and P-selectins monitored by magnetic resonance imaging in mice. Mol Imaging. 2013 Mar-Apr;12(2):100-10.

    Jung C, Dučić T, Reimer R, Koziolek E, Kording F, Heine M, Adam G, Ittrich H, Kaul MG. Gadospin F-enhanced magnetic resonance imaging for diagnosis and monitoring of atherosclerosis: validation with transmission electron microscopy and x-ray fluorescence imaging in the apolipoprotein e-deficient mouse. Mol Imaging. 2014;13. doi: 10.2310/7290.2014.00039.

    Salamon J, Hoffmann T, Elies E, Peldschus K, Johansen JS, Lüers G, Schumacher U, Wicklein D. Antibody directed against human YKL-40 increases tumor volume in a human melanoma xenograft model in scid mice. PLoS One. 2014 Apr 21;9(4):e95822. doi: 10.1371/journal.pone.0095822.

    Salamon J, Wicklein D, Didié M, Lange C, Schumacher U, Adam G, Peldschus K. Magnetic resonance imaging of single co-labeled mesenchymal stromal cells after intracardial injection in mice. Rofo. 2014 Apr;186(4):367-76. doi: 10.1055/s-0034-1366097.

    Jung C, Kaul MG, Bruns OT, Ducic T, Freund B, Heine M, Reimer R, Meents A, Salmen SC, Weller H, Nielsen P, Adam G, Heeren J, Ittrich H. Intraperitoneal injection improves the uptake of nanoparticle labeled HDL to atherosclerotic plaques compared to intravenous injection: A multimodal imaging study in ApoE-/- Mice. Circ Cardiovasc Imaging. 2014 Mar;7(2):303-11. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.113.000607.

    Berbée JF, Boon MR, Khedoe PP, Bartelt A, Schlein C, Worthmann A, Kooijman S, Hoeke G, Mol IM, John C, Jung C, Vazirpanah N, Brouwers LP, Gordts PL, Esko JD, Hiemstra PS, Havekes LM, Scheja L, Heeren J,Rensen PC. Brown fat activation reduces hypercholesterolaemia and protects from atherosclerosis development. Nat Commun. 2015 Mar 10;6:6356. doi: 10.1038/ncomms7356.

    Salamon J, Hofmann M, Jung C, Kaul MG, Werner F, Them K, Reimer R, Nielsen P, Vom Scheidt A, Adam G, Knopp T, Ittrich H. Magnetic Particle / Magnetic Resonance Imaging: In-Vitro MPI-Guided Real Time Catheter Tracking and 4D Angioplasty Using a Road Map and Blood Pool Tracer Approach. PLoS One. 2016 Jun 1;11(6):e0156899. doi: 10.1371/journal.pone.0156899.

    Jung CS, Heine M, Freund B, Reimer R, Koziolek EJ, Kaul MG, Kording F, Schumacher U, Weller H, Nielsen P, Adam G, Heeren J, Ittrich H. Quantitative Activity Measurements of Brown Adipose Tissue at 7 T Magnetic Resonance Imaging After Application of Triglyceride-Rich Lipoprotein 59Fe-Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticle: Intravenous Versus Intraperitoneal Approach. Invest Radiol. 2016 Mar;51(3):194-202. doi: 10.1097/RLI.0000000000000235.

    Frenzel T, Kaul MG, Ernst TM, Salamon J, Jäckel M, Schumacher U, Krüll A. Magnetic resonance imaging for precise radiotherapy of small laboratory animals. Z Med Phys. 2017 Mar;27(1):6-12. doi: 10.1016/j.zemedi.2016.05.002.

    Khandhar AP, Wilson GJ, Kaul MG, Salamon J, Jung C, Krishnan KM. Evaluating size-dependent relaxivity of PEGylated-USPIOs to develop gadolinium-free T1 contrast agents for vascular imaging. J Biomed Mater Res Part A. John Wiley and Sons Inc.; 2018;106: 2440–2447. doi:10.1002/jbm.a.36438

    Wei H, Bruns OT, Kaul MG, Hansen EC, Barch M, Wisniowska A, Chen O, Chen Y, Li N, Okada S, Cordero JM, Heine M, Farrar CT, Montana DM, Adam G, Ittrich H, Jasanoff A, Nielsen P, Bawendi MG. Exceedingly small iron oxide nanoparticles as positive MRI contrast agents. Proc Natl Acad Sci U S A. National Academy of Sciences; 2017;114: 2325–2330. doi:10.1073/pnas.1620145114

    Jung C, Christiansen S, Kaul MG, Koziolek E, Reimer R, Heeren J, Adam G, Heine M, Ittrich H. Quantitative and qualitative estimation of atherosclerotic plaque burden in vivo at 7T MRI using Gadospin F in comparison to en face preparation evaluated in ApoE KO mice. PLoS One. 2017 Aug 3;12(8):e0180407. doi: 10.1371/journal.pone.0180407.

    Kaul MG, Salamon J, Knopp T, Ittrich H, Adam G, Weller H, Jung C. Magnetic particle imaging for in vivo blood flow velocity measurements in mice. Phys Med Biol. IOP Publishing; 2018;63: 064001. doi:10.1088/1361-6560/aab136

    Salamon J, Dieckhoff J, Kaul MG, Jung C, Adam G, Möddel M, Knopp T, Draack S, Ludwig F, Ittrich H. Visualization of spatial and temporal temperature distributions with magnetic particle imaging for liver tumor ablation therapy. Sci Rep. 2020 May 4;10(1):7480. doi: 10.1038/s41598-020-64280-1.

    Kaul MG, Mummert T, Graeser M, Salamon J, Jung C, Tahir E, Ittrich H, Adam G, Peldschus K. Pulmonary blood volume estimation in mice by magnetic particle imaging and magnetic resonance imaging. Sci Rep. Nature Publishing Group; 2021;11: 4848. doi:10.1038/s41598-021-84276-9

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie die AG-Mitglieder, falls Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Michael Kaul
    Erstellung: 30.03.2021
    Letzte Änderung: 30.03.2021
  • Maschinelle Lernverfahren für die kardiovaskuläre Bildgebung (MALEKA)

    Das gemeinsame Forschungsprojekt zwischen der Philips Forschung Hamburg, dem Institut für Medizintechnische Systeme der Technischen Universität Hamburg‐Harburg (TUHH) und der Klinik und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Nuklearmedizin sowie für Allgemeine und Interventionelle Kardiologie am Universitätsklinikum Hamburg‐Eppendorf (UKE) soll neue Ansätze zur Bestimmung von digitalen Biomarkern auf der Basis von Verfahren des maschinellen Lernens erarbeiten. Ziel der Projektpartner ist es, eine Plattform zu konzipieren, zu implementieren und zu evaluieren, die es ermöglicht, bei ausreichender Verfügbarkeit annotierter klinischer Daten, robust und effizient neue digitale Biomarker für die bildgestützte Diagnose und Therapie zu generieren.

    Dieses Projekt wird durch den Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) sowie durch die Freie und Hansestadt Hamburg über einen Zeitraum von 30 Monaten (04/2018‐09/2020) gefördert.

    Abbildungen

    Longitudinale Ansicht der linken Koronararterie mit graphischer Darstellung der menschlichen Expertenannotation (rot) und der Prädiktion des zuvor trainierten neuronalen Netzwerkes (blau).
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    Vergleich Mensch vs. neuronales Netzwerk

    • Longitudinale Ansicht der linken Koronararterie mit graphischer Darstellung der menschlichen Expertenannotation (rot) und der Prädiktion des zuvor trainierten neuronalen Netzwerkes (blau).

    Kontakt

    Gunnar Lund
    Prof. Dr. med.
    Gunnar Lund
    • Facharzt für Radiologie
    • Facharzt für Innere Medizin und Kardiologie
    Haissam Ragab
    Dr. med.
    Haissam Ragab
    Clemens Spink
    Dr. med.
    Clemens Spink
    • Facharzt für Radiologie

    Kooperationen

    Philips Forschung Hamburg

    Institut für Medizintechnische Systeme, TUHH

    Klinik und Poliklinik für Allgemeine und Interventionelle Kardiologie, UKE

    Ausgewählte Publikationen

    Schnellbächer N, Ragab H, Nickisch H, Wissel T, Spink C, Lund G, Grass M. Machine-learning based clinical plaque detection using a synthetic plaque lesion model for coronary CTA. SPIE Medical Imaging Conference San Diego, USA. 2020.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie die AG-Mitglieder, falls Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Haissam Ragab
    Erstellung: 04.04.2021
    Letzte Änderung: 04.04.2021
  • Spektrale CT als Biomarker in der onkologischen Bildgebung

    Die CT ist aufgrund ihrer hohen Verfügbarkeit, schnellen Datenakquisition und geringen Untersucherabhängigkeit ein häufig verwendetes Diagnosetool bei ambulanten und stationären Patient:innen. Im letzten Jahrzehnt hat die spektrale CT zunehmend an klinischer Bedeutung gewonnen, da eine Vielzahl an Studien Vorteile gegenüber der herkömmlichen CT (mit einem Energiespektrum [Single-Energy]) aufweist. Im Gegensatz zu einer Single-Energy-Akquisition ermöglicht die spektrale CT eine selektive Quantifizierung von Materialien im Gewebe, die als bildgebende Biomarker dienen können, wie z.B. die Quantifizierung von Jod als Tumorperfusionsparameter oder von soliden Tumormassen im Knochenmark. Trotz dieser Vorteile wird die spektrale CT vorwiegend in der Forschung angewendet und hat den Weg in die klinische Routine und in die aktuellen Guidelines noch nicht gefunden.

    Das Ziel dieser AG ist es, Pathologien und Therapieansprechen mit bildgebenden spektral CT Biomarkern zu evaluieren. An unserem Institut werden zwei hochmoderne spektral CTs der neuesten Generation in der klinischen Routine eingesetzt. Geplante Forschungsprojekte umfassen diagnostische Genauigkeits-, Kosteneffektivitäts-, Work-flow- und Qualitätsstudien, um den Vorteil der spektralen CT aufzuzeigen. Die Ergebnisse dieser Forschungsstudien werden unser Verständnis des klinischen und tatsächlichen Nutzens aus der Anwendung der spektralen CT verbessern und eine personalisierte Bildgebung bei kosteneffektiverer Ressourcennutzung ermöglichen.

    CT Radiomics als Biomarker in der onkologischen Bildgebung

    In den letzten Jahren hat sich die onkologische Therapie zunehmend zu einer molekularen, zielgerichteten Therapie entwickelt. Durch invasive Tumormaterialgewinnung können molekulare und genetische Analysen durchgeführt werden, welche neben den etablierten klinischen und histo-anatomischen Parametern eine zusätzliche verbesserte individuelle Therapie-Risikobewertung erlauben. Nicht selten kommt es jedoch zu einer frustranen Tumormaterialgewinnung ohne bestimmbarem Molekular- und Mutationsstatus. In diesen Fällen erfolgt entweder ein operativer Ansatz oder eine Einleitung der empirischen Therapie und Re-Evalutation im 3-Monatsintervall. In der letzten Dekade rückten zunehmend Heterogenitätsanalysen in der CT in den Vordergrund, die bis dato aufgrund von fehlenden Computerprozessorleistungen nicht routinemäßig möglich waren. Zielsetzung dieser Heterogenitätsanalysen sind die objektive Ermittlung von Bildinformationen, welche für das menschliche Auge nicht ersichtlich sind und beinhalten die Quantifizierung einzelner Grauwert-Voxel und Pixel, sowie deren Verhältnis zueinander. Vielversprechende Studien konnten zeigen, dass diese eine Korrelation zwischen histopathologischen und immunhistochemischen Merkmalen und CT Heterogenitäts- und Texturanalysen erlauben.

    Das Ziel dieser AG ist es, durch nicht-invasive Texturanalysen von CT-Datensätzen eine gezielte Vorhersage bezüglich eines Therapieansprechens auf eine molekulare, zielgerichtete Therapie bei verschiedenen Tumorentitäten zu entwickeln.

    Abbildungen

    1.	Sagittaler spektral CT Datensatz (B) eines Patienten mit einem multiplen Myelom mit diffusem Befall (grün = zellreiches Knochemark), welcher mit dem T1-gewichteten sagittalen MRT Bild (B) korreliert.
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    Multiples Myelom mit diffusem Befall
    Koronare Single-Energy CT (A), spektrale CT mit Jodkarte (B) und FDG-PET-CT Datensätze eines Patienten mit einem Tumoratelektase-Komplex bedingt durch ein rechts hiläres Bronchialkarzinom.
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    CT bei Patientem mit Bronchialkarzinom rechts
    CT Texturanalyse zweier Patienten mit hepatisch metastasiertem Kolonkarzinom und visuell identischen Leberläsionen, jedoch unterschiedlichem Texturparameter „Kurtosis“ und differentem Therapieansprechen auf Pembrolizumab.
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    Texturanalyse bei Patienten mit metastasiertem Kolonkarzinom

    • 1. Sagittaler spektral CT Datensatz (B) eines Patienten mit einem multiplen Myelom mit diffusem Befall (grün = zellreiches Knochemark), welcher mit dem T1-gewichteten sagittalen MRT Bild (B) korreliert.
    • 2. Koronare Single-Energy CT (A), spektrale CT mit Jodkarte (B) und FDG-PET-CT Datensätze eines Patienten mit einem Tumoratelektase-Komplex bedingt durch ein rechts hiläres Bonchialkarzinom.
    • 3. CT Texturanalyse zweier Patienten mit hepatisch metastasiertem Kolonkarzinom und visuell identischen Leberläsionen, jedoch unterschiedlichem Texturparameter „Kurtosis“ und differentem Therapieansprechen auf Pembrolizumab.

    Kontakt

    Mathias Meyer
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Mathias Meyer
    • Facharzt für Radiologie

    Kooperationen

    Institut für Rechtsmedizin, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

    Institut für Osteologie und Biomechanik, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

    Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie und Orthopädie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

    II. Medizinische Klinik und Poliklinik- Onkologie, Hämatologie, Knochenmarktransplantation mit der Sektion Pneumologie

    Department of Radiology, Duke University Medical Center, United States of America

    Duke Advanced Imaging Laboratories, Duke University Medical Center, United States of America

    Ausgewählte Publikationen

    Meyer M, Ronald J, Vernuccio F, Nelson RC, Ramirez-Giraldo JC, Solomon J, Patel BN, Samei E, Marin D. Reproducibility of CT Radiomic Features within the Same Patient: Influence of Radiation Dose and CT Reconstruction Settings. Radiology. 2019 Dec;293(3):583-591. doi: 10.1148/radiol.2019190928.

    Meyer M, Nelson RC, Vernuccio F, González F, Farjat A, Patel B, Samei E, Henzler T, Schoenberg SO, Marin M. Virtual Unenhanced Images at Dual-Energy CT Imaging: Influence on Renal Lesion Characterization. Radiology. 2019 May;291(2):381-390. doi: 10.1148/radiol.2019181100.

    Meyer M, Nelson RC, Vernuccio F, Gonzalez F, Schabel S, Mileto A, Patel BP, Schoenberg SO, Marin D. Comparison between Iodine Quantification and Conventional Attenuation Measurements for Differentiating Small Truly Enhancing Renal Masses from High-Attenuation Non-Enhancing Renal Lesions with Dual-Energy CT. AJR Am J Roentgenol. 2019 Jul;213(1):W26-W37. doi: 10.2214/AJR.18.20547.

    Meyer M, Vliegenthart R, Henzler T, Buergy D, Giordano FA, Kostrzewa M, Rathmann N, Brustugun OT, Crino L, Dingemans AC, Dusmet M, Fennell D, Grunenwald D, Huber RM, Moniuszko M, Mornex F, Papotti M, Pilz L, Senan S, Syrigos K, Perol M, Gray JE, Schabel C, van Meerbeeck JP, van Zandwijk N, Zhou CC, Manegold C, Voigt W, Roessner ED. Management of Progressive Pulmonary Nodules Found during and outside of CT Lung Cancer Screening Studies. J Thorac Oncol 2017; 12:1755-1765. doi: 10.1016/j.jtho.2017.09.1956.

    Meyer M, Hohenberger P, Apfaltrer P, Henzler T, Dinter DJ, Schoenberg SO, Fink C. CT-based response assessment of advanced gastrointestinal stromal tumor: dual energy CT provides a more predictive imaging biomarker of clinical benefit than RECIST or Choi criteria. Eur J Radiol. 2013 Jun;82(6):923-8. doi: 10.1016/j.ejrad.2013.01.006.

    Apfaltrer P, Meyer M, Meier C, Henzler T, Barraza JM Jr, Dinter DJ, Hohenberger P, Schoepf UJ, Schoenberg SO, Fink C. Contrast-enhanced dual-energy CT of gastrointestinal stromal tumors: is iodine-related attenuation a potential indicator of tumor response? Invest Radiol. 2012 Jan;47(1):65-70. doi: 10.1097/RLI.0b013e31823003d2.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie Herrn PD Dr. Meyer, falls Sie Interesse an einer Dissertation in der Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Mathias Meyer
    Erstellung: 03.04.2021
    Letzte Änderung: 03.04.2021
  • Multimodale Bildgebung von Neurofibromatose-Spektrum-Erkrankungen

    Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der multimodalen Bildgebung von Patient:innen mit hereditären neurokutanen Syndromen. Ziel ist es, im interdisziplinären Kontext die ganzheitliche Betreuung dieser Patient:innen zu verbessern. Zu den untersuchten Neurofibromatose-Spektrum- Erkrankungen zählen die Neurofibromatose Typ 1 und 2 sowie die Schwannomatose.

    Forschungsschwerpunkte sind die Beantwortung onkologischer Fragestellungen. Über Langzeit-Beobachtungsstudien, den Einsatz multimodaler Bildgebung und durch Korrelation der Bildgebung mit klinischen und genetischen Parametern wird dabei versucht, die neurogenetischen Erkrankungen besser zu verstehen.

    Ziel ist eine Optimierung der Vorsorge, des Therapiemonitorings und der Akutdiagnostik. Von besonderem Interesse ist hierbei die zuverlässige Detektion von maligne entarteten Neurofibromen unter Verwendung verschiedener radiologischer Modalitäten, wie der MRT und PET/CT. Zusätzlich werden moderne diagnostische Verfahren wie das Machine-Learning und Radiomics für eine Verbesserung der individuellen Risikostratifizierung eingesetzt.

    Weitere Themenfelder unserer Arbeitsgruppe sind die Untersuchung muskuloskelettaler, pulmologischer und kardiovaskulärer Fragestellungen im Kontext der Neurofibromatose-Spektrum-Erkrankungen.

    Als Mitglieder der REiNS (Response Evaluation in Neurofibromatosis and Schwannomatosis) AG sind wir an internationalen Projekten und der Erarbeitung von Leitlinien beteiligt.

    Abbildungen

    1.	Coronare T2-gewichtete Aufnahme der Lendenwirbelsäule und des Beckens eines Patienten mit Neurofibromatose Typ 1 und Ausbildung multipler peripherer Nervenscheidentumore. Diese stellen sich als T2 hyperintense, ovaläre Strukturen mit paraspinaler Betonung dar.
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    NF Typ 1 entlang der Wirbelsäule
    2.	A) Coronare Heatmap und B) axiale Rekonstruktion einer PET/CT eines Patienten mit Neurofibromatose Typ 1. Beidseits cervical und subclaviculär, an der rechten Thoraxwand und in paravertebraler lumbaler Ausdehnung sowie im proximalen linken Oberschenkel zeigen sich stoffwechselaktive Tumore. C) In der MRT mit fettgesättigter T2-gewichteter Aufnahme Nachweis einer großen malignitätssuspekten Raumforderung im linken Oberschenkel mit ovalärer Konfiguration, teils unscharfer Begrenzung zum umgebenden Gewebe, fehlender lobulierter Struktur und heterogener Binnenstruktur. Lateral angedeutet zeigt sich ein geringfügiges peritumorales Ödem. D) In der Diffusionswichtung weist dieser Tumor eine Diffusionsstörung auf. In der histopathologischen Aufarbeitung erfolgte der Nachweis eines malignen peripheren Nervenscheidetumors (MPNST).
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    PET/CT bei NF Typ 1

    • 1. Coronare T2-gewichtete Aufnahme der Lendenwirbelsäule und des Beckens eines Patienten mit Neurofibromatose Typ 1 und Ausbildung multipler peripherer Nervenscheidentumore. Diese stellen sich als T2 hyperintense, ovaläre Strukturen mit paraspinaler Betonung dar.
    • 2. A) Coronare Heatmap und B) axiale Rekonstruktion einer PET/CT eines Patienten mit Neurofibromatose Typ 1. Beidseits cervical und subclaviculär, an der rechten Thoraxwand und in paravertebraler lumbaler Ausdehnung sowie im proximalen linken Oberschenkel zeigen sich stoffwechselaktive Tumore. C) In der MRT mit fettgesättigter T2-gewichteter Aufnahme Nachweis einer großen malignitätssuspekten Raumforderung im linken Oberschenkel mit ovalärer Konfiguration, teils unscharfer Begrenzung zum umgebenden Gewebe, fehlender lobulierter Struktur und heterogener Binnenstruktur. Lateral angedeutet zeigt sich ein geringfügiges peritumorales Ödem. D) In der Diffusionswichtung weist dieser Tumor eine Diffusionsstörung auf. In der histopathologischen Aufarbeitung erfolgte der Nachweis eines malignen peripheren Nervenscheidetumors (MPNST).

    Kontakt

    Johannes Salamon
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Johannes Salamon
    • Facharzt für Radiologie
    Lennart Well
    Dr. med.
    Lennart Well
    • Facharzt für Radiologie
    Inka Ristow
    Dr. med.
    Inka Ristow
    Felicia-Marie Wright
    Dr. med.
    Felicia-Marie Wright
    Jochen Herrmann
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Jochen Herrmann
    • Facharzt für Kinder- und Jugendmedizin
    • Facharzt für Radiologie, Schwerpunkt Kinderradiologie

    Kooperationen

    Prof. Dr. med. Felix Mautner, Neurofibromatose-Ambulanz

    Dr. med. Said Farschtschi, Neurofibromatose-Ambulanz

    PD Dr. rer. nat. René Werner, Institut für Computational Neuroscience

    PD. Dr. med. Maciej Simon, Klinik und Poliklinik für Orthopädie

    Dr. med. Tim Oqueka, II. Medizinische Klinik und Poliklinik

    PD. Dr. med. Uwe Cordes, Klinik und Poliklinik für Pädiatrische Hämatologie und Onkologie

    Dr. med. Anna Duprée, Klinik und Poliklinik für Allgemein-, Viszeral- und Thoraxchirurgie

    PD Dr. med. Matthias Priemel, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie und Orthopädie

    PD Dr. med. Iva Apostolova & Dr. rer. nat. Ralph Buchert, Abteilung für Nuklearmedizin

    Prof. Dr. med. Christian Hagel, Institut für Neuropathologie

    Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Reinhard Friedrich & PD Dr. rer. nat. Lan Kluwe, Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie

    Prof. Dr. med. Thorsten Derlin, Klinik für Nuklearmedizin, Medizinische Hochschule Hannover

    Prof. Dr. med. Hildegard Kehrer-Sawatzki, Institut für Humangenetik, Universität Ulm

    Prof. Dr. med. Thorsten Rosenbaum, Klinik für Kinder- und Jugendmedizin, Sana Kliniken Duisburg

    Brigitte C. Widemann MD & Eva Dombi MD, Pediatric Oncology Branch, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, DC, USA

    Ina Ly Kein-Ninh M.B., B.S., Pappas Center for Neuro Oncology, Boston, MA, USA

    Bundesverband Neurofibromatose e.V.

    Ausgewählte Publikationen

    Avanesov M, Well L, Laqmani A, Derlin T, Riccardi VM, Adam G, Mautner VF, Salamon J. Structural alteration of lung parenchyma in patients with NF1: a phenotyping study using multidetector computed tomography (MDCT). Orphanet J Rare Dis. 2021 Jan 14;16(1):29. doi: 10.1186/s13023-021-01672-0.

    Well L, Jaeger A, Kehrer-Sawatzki H, Farschtschi S, Avanesov M, Sauer M, de Sousa MT, Bannas P, Derlin T, Adam G, Mautner VF, Salamon JM. The effect of pregnancy on growth-dynamics of neurofibromas in Neurofibromatosis type 1. PLoS One. 2020 Apr 28;15(4):e0232031. doi: 10.1371/journal.pone.0232031.

    Well L, Salamon J, Kaul MG, Farschtschi S, Herrmann J, Geier KI, Hagel C, Bockhorn M, Bannas P, Adam G, Mautner VF, Derlin T. Differentiation of peripheral nerve sheath tumors in patients with neurofibromatosis type 1 using diffusion-weighted magnetic resonance imaging. Neuro Oncol. 2019 Mar 18;21(4):508-516. doi: 10.1093/neuonc/noy199.

    Ahlawat S, Fayad LM, Khan MS, Bredella MA, Harris GJ, Evans DG, Farschtschi S, Jacobs MA, Chhabra A, Salamon JM, Wenzel R, Mautner VF, Dombi E, Cai W, Plotkin SR, Blakeley JO; Whole Body MRI Committee for the REiNS International Collaboration; REiNS International Collaboration Members 2016. Current whole-body MRI applications in the neurofibromatoses: NF1, NF2, and schwannomatosis. Neurology. 2016 Aug 16;87(7 Suppl 1):S31-9. doi: 10.1212/WNL.0000000000002929.

    Salamon J, Papp L, Tóth Z, Laqmani A, Apostolova I, Adam G, Mautner VF, Derlin T. Nerve Sheath Tumors in Neurofibromatosis Type 1: Assessment of Whole-Body Metabolic Tumor Burden Using F-18-FDG PET/CT. PLoS One. 2015 Dec 1;10(12):e0143305. doi: 10.1371/journal.pone.0143305.

    Salamon J, Veldhoen S, Apostolova I, Bannas P, Yamamura J, Herrmann J, Friedrich RE, Adam G, Mautner VF, Derlin T. 18F-FDG PET/CT for detection of malignant peripheral nerve sheath tumours in neurofibromatosis type 1: tumour-to-liver ratio is superior to an SUVmax cut-off. Eur Radiol. 2014 Feb;24(2):405-12. doi: 10.1007/s00330-013-3020-x.

    Salamon J, Derlin T, Bannas P, Busch JD, Herrmann J, Bockhorn M, Hagel C, Friedrich RE, Adam G, Mautner VF. Evaluation of intratumoural heterogeneity on ¹⁸F-FDG PET/CT for characterization of peripheral nerve sheath tumours in neurofibromatosis type 1. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2013 May;40(5):685-92. doi: 10.1007/s00259-012-2314-6.

    Dissertationen

    Wir betreuen gerne Studienarbeiten und Doktorand:innen in unserer Arbeitsgruppe. Bitte kontaktieren Sie hierfür die AG-Mitglieder!

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autorin: Inka Ristow
    Erstellung: 30.03.2021
    Letzte Änderung: 30.03.2021
  • Fetale kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie (MRT) mittels MRT-kompatiblem Doppler-Ultraschall-Sensor (DUS)

    Die Entwicklung eines bislang einzigartigen MRT-kompatiblen Doppler-Ultraschall-Sensors erlaubt die Ableitung des fetalen Herzschlags zur Synchronisation mit der MRT-Datenaufnahme (sog. kardiales Gating). Dadurch wird die Durchführung der fetalen kardiovaskulären MRT zur morphologischen und auch funktionellen Analyse möglich. In ersten Validierungsstudien konnten hochqualitative dynamische MRT-Aufnahmen des fetalen Herzens und der Gefäße angefertigt werden. Zudem zeigte die dynamische DUS-gegatete fetale kardiovaskuläre MRT ähnliche Ergebnisse im Vergleich zum Referenzstandard der fetalen Echokardiographie. Aktuelle Projekte in Zusammenarbeit mit der Klinik für Geburtshilfe und Pränatalmedizin widmen sich der Realisierung der fetalen kardiovaskulären MRT im Hochmagnetfeld bei 3 Tesla inklusive der Analyse zur Detektion angeborener Herzfehler. In diesem Zusammenhang wird auch die Realisierung der fetalen 4D Fluss-MRT untersucht.

    Adulte kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie (MRT) mittels MRT-kompatiblem Doppler-Ultraschall-Sensor (DUS)

    Ein MRT-kompatibler Doppler-Ultraschall-Sensor erlaubt alternativ zum üblicherweise verwendeten Elektrokardiogramm (EKG) das kardiale Gating und somit die Durchführung der kardiovaskulären MRT zur morphologisch-funktionellen Beurteilung. Diese Technik basiert auf der Ableitung der Myokardbewegung bzw. der Detektion des Blutflusses und könnte deshalb eine zuverlässige Gating-Methode insbesondere bei Patient:innen mit limitierter EKG-Ableitung bieten (z.B. bei Arrhythmien, Adipositas und Perikarderguss). Aktuelle Projekte untersuchen diese potenziellen Vorteile gegenüber der herkömmlichen EKG-gegateten kardiovaskulären MRT.

    Abbildungen

    DUS-gegatete cine SSFP Aufnahmen zweier fetaler Herzen im 4-Kammer-Blick bei (A) 1,5T in der 34. Schwangerschaftswoche und (B) 3T in der 39. Schwangerschaftwoche.
    Lupe zum Vergrößern des Bildes
    DUS-gegatete cine SSFP Aufnahmen fetaler Herzen
    DUS-gegatete para-sagittale cine SSFP Aufnahme der fetalen Aorta in der 35. Schwangerschaftwoche bei 1,5T.
    Lupe zum Vergrößern des Bildes
    DUS-gegatete Aufnahme der fetalen Aorta
    Beispiel einer DUS-gegateten 4D Fluss-MRT der fetalen Aorta in der 34. Schwangerschaftswoche bei 1,5T.
    Lupe zum Vergrößern des Bildes
    DUS-gegatetes 4D-Fluss-MRT Aorta

    • 1. DUS-gegatete cine SSFP Aufnahmen zweier fetaler Herzen im 4-Kammer-Blick bei (A) 1,5T in der 34. Schwangerschaftswoche und (B) 3T in der 39. Schwangerschaftwoche.
    • 2. DUS-gegatete para-sagittale cine SSFP Aufnahme der fetalen Aorta in der 35. Schwangerschaftwoche bei 1,5T.
    • 3. Beispiel einer DUS-gegateten 4D Fluss-MRT der fetalen Aorta in der 34. Schwangerschaftswoche bei 1,5T.

    Kontakt

    Björn Schönnagel
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Björn Schönnagel
    • Facharzt für Radiologie

    Kooperationen

    PD Dr. med. Manuela Tavares de Sousa, Klinik für Geburtshilfe und Pränatalmedizin

    Ausgewählte Publikationen

    Tavares de Sousa M, Hecher K, Kording F, Yamamura J, Lenz A, Adam G, Bannas P, Schoennagel BP. Fetal dynamic magnetic resonance imaging using Doppler ultrasound gating for the assessment of the aortic isthmus: A feasibility study. Acta Obstet Gynecol Scand. 2021 Jan;100(1):67-73. doi: 10.1111/aogs.13957.

    Schoennagel BP, Yamamura J, Kording F, Fischer R, Bannas P, Adam G, Kooijman H, Ruprecht C, Fehrs K, Tavares de Sousa M. Fetal dynamic phase-contrast MR angiography using ultrasound gating and comparison with Doppler ultrasound measurements. Eur Radiol. 2019 Aug;29(8):4169-4176. doi: 10.1007/s00330-018-5940-y.

    Tavares de Sousa M, Hecher K, Yamamura J, Kording F, Ruprecht C, Fehrs K, Behzadi C, Adam G, Schoennagel BP. Dynamic fetal cardiac magnetic resonance imaging in four-chamber view using Doppler ultrasound gating in normal fetal heart and in congenital heart disease: comparison with fetal echocardiography. Ultrasound Obstet Gynecol. 2019 May;53(5):669-675. doi: 10.1002/uog.20167.

    Kording F, Yamamura J, de Sousa MT, Ruprecht C, Hedström E, Aletras AH, Ellen Grant P, Powell AJ, Fehrs K, Adam G, Kooijman H, Schoennagel BP. Dynamic fetal cardiovascular magnetic resonance imaging using Doppler ultrasound gating. J Cardiovasc Magn Reson. 2018 Mar 12;20(1):17. doi: 10.1186/s12968-018-0440-4.

    Kording F, Yamamura J, Lund G, Ueberle F, Jung C, Adam G, Schoennagel BP. Doppler Ultrasound Triggering for Cardiovascular MRI at 3T in a Healthy Volunteer Study. Magn Reson Med Sci. 2017 Apr 10;16(2):98-108. doi: 10.2463/mrms.mp.2015-0104.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie die AG-Mitglieder, falls Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autorin: Janine Knapp
    Erstellung: 18.03.2021
    Letzte Änderung: 18.03.2021
  • Kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie (MRT): myokardiale Eisenkonzentrationsbestimmung mittels R2*-Relaxometrie und kardiale Funktionsanalyse

    Patient:innen mit transfusionsabhängigen Hämoglobinopathien (z.B. Thalassämie) leiden unter systemischer Eisenüberladung, die sich in unterschiedlichen Organen manifestiert (u.a. Leber, Herz, Milz, Pankreas, Knochenmark). Bei diesen Patient:innen ist die Herzinsuffizienz, verursacht durch myokardiale Eisenakkumulation und -toxizität, nach wie vor die häufigste Todesursache. Die myokardiale Eisenüberladung kann mittels MRT-R2*-Relaxometrie quantifiziert werden und ist ein wichtiger Parameter zum Screening einer Eisenüberladung im Myokard und Monitoring einer möglicherweise indizierten Eisen-Chelator-Therapie, welche eine zunehmende Eisenakkumulation und somit eine eiseninduzierte Herzinsuffizienz verhindern kann. Darüberhinaus ermöglicht die kardiale MRT eine präzise Bestimmung der Herzfunktion, wobei hier zunehmend auch die Bestimmung diastolischer Funktionsparameter an Bedeutung gewinnt. Die interdisziplinäre Forschungsgruppe (Radiolog:innen, Physiker:innen, Hämatolog:innen) untersucht diastolische und systolische Parameter der kardialen MRT, welche eine myokardiale Eisenüberladung bzw. eine Einschränkung der Herzfunktion früh anzeigen können.

    Abbildungen

    1.	Kurze-Achsen Ansicht (TE = 8.3ms) einer EKG getriggerten R2* Sequenz bei einem Thalassämie Patienten (33 J) (single breath-hold multi-echo Methode, 1.5 T). Mittels Setzen einer Region of Interest (ROI) im myokardialen Septum wird die mittlere Signalintensität ± SD pro Echo ermittelt. Der anschließende Exponential-Fit liefert eine erhöhte kardiale Relaxationsrate R2* = 106 Hz (T2* = 9.4ms).
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    R2*-Sequenz bei einem Thalassämiepatienten

    • Kurze-Achsen Ansicht (TE = 8.3ms) einer EKG getriggerten R2* Sequenz bei einem Thalassämie Patienten (33 J) (single breath-hold multi-echo Methode, 1.5 T). Mittels Setzen einer Region of Interest (ROI) im myokardialen Septum wird die mittlere Signalintensität ± SD pro Echo ermittelt. Der anschließende Exponential-Fit liefert eine erhöhte kardiale Relaxationsrate R2* = 106 Hz (T2* = 9.4ms).

    Kontakt

    Björn Schönnagel
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Björn Schönnagel
    • Facharzt für Radiologie

    Ausgewählte Publikationen

    Tahir E, Fischer R, Grosse R, Tavrovski P, Yamamura J, Starekova J, Lund GK, Bannas P, Graessner J, Radunski UK, Muellerleile K, Adam G, Schoennagel BP. Strain analysis using feature-tracking CMR to detect LV systolic dysfunction in myocardial iron overload disease. JACC cardiovasc. Imaging 2020 Oct;13(10):2267-2268. doi: 10.1016/j.jcmg.2020.05.026.

    Wehbe MS, Yamamura J, Fischer R, Grosse R, Berliner C, Graessner J, Lund G, Adam G, Schoennagel BP. Left atrial active contractile function parameters assessed by cardiac MRI are sensitive to myocardia iron. J. Magn. Reson. Imaging 2017; Feb;45(2):535-541.doi: 10.1002/jmri.25396.

    Schoennagel BP, Fischer R, Grosse R, Berliner C, Wehbe M, Kurio G, Lund G, Wang ZJ, Graessner J, Adam G, Yamamura J. Peak Filling Rates Assessed by CMR Imaging Indicate Diastolic Dysfunction From Myocardial Iron Toxicity. JACC Cardiovasc Imaging. 2016 Nov;9(11):1353-1354. doi: 10.1016/j.jcmg.2015.10.017.

    Sado DM, Maestrini V, Piechnik SK, Banypersad SM, White SK, Flett AS, Robson MD, Neubauer S, Ariti C, Arai A, Kellman P, Yamamura J, Schoennagel BP, Shah F, Davis B, Trompeter S, Walker M, Porter J, Moon JC. Noncontrast myocardial T1 mapping using cardiovascular magnetic resonance for iron overload. J Magn Reson Imaging. 2015 Jun;41(6):1505-11. doi: 10.1002/jmri.24727.

    Schönnagel BP, Fischer R, Nielsen P, Grosse R, Adam G, Yamamura J. Iron quantification in iron overload disease using MRI. Rofo. 2013 Jul;185(7):621-7. doi: 10.1055/s-0032-1330721.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie Herrn PD Dr. Schönnagel, falls Sie Interesse an einer Dissertation in der Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Björn Schönnagel
    Erstellung: 04.04.2021
    Letzte Änderung: 04.04.2021
  • Entwicklung eines Stent-Prototypen mit integrierten Drucksensoren der peripheren arteriellen Strombahn. Hierfür wird ein miniaturisierter ASIC-Chip entwickelt, der eine Druckmessung in Echtzeit ermöglicht. Die Elektronik wird biokompatibel von einem Polymergehäuse geschützt und innerhalb der Polytetrafluorethylen-Membranen eines ballonexpandierbaren Stents platziert. Der Chip kann durch induktive Energiezufuhr in Betrieb genommen werden. Integrierte Spulen können Energie kurzfristig speichern, an die Sensoren weitergeben und anschließend Druckmessungen aussenden. Parallel wird ein externes Lesegerät zur Datenverarbeitung entwickelt. Über eine Bluetooth-Schnittstelle soll die verschlüsselte Weitergabe an Endgeräte (PC, Tablet, Smartphone) und Anbindung an eine medizinische Einrichtung ermöglicht werden zum individuellen Durchfluss- und Druckmonitoring.

    Projektförderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

    Förderkennzeichen: ZF4446502BA8

    Abbildungen

    Stent-Prototyp mit montierten Drucksensoren, Projektpartner
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    Stent-Prototyp

    Stent-Prototyp mit montierten Drucksensoren, Projektpartner

    Kontakt

    Clemens Spink
    Dr. med.
    Clemens Spink
    • Facharzt für Radiologie

    Kooperationen

    Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krautschneider, Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Integrierte Schaltungen

    Heinz Schade, Andramed GmbH

    Dr. Gunther Schwab, Dr. Schwab GmbH

    Martin Lex, Lex Feinmechanik GmbH

    Ausgewählte Publikationen

    In Vorbereitung.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie Herrn Dr. Spink, falls Sie Interesse an einer Dissertation in der Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Clemens Spink
    Erstellung: 04.04.2021
    Letzte Änderung: 04.04.2021
  • Eine regelmäßige, sportliche Betätigung wird zur primären und sekundären Prävention von kardiovaskulären Krankheiten empfohlen und erhöht die Lebenserwartung in der Allgemeinbevölkerung. Dabei unterscheiden sich die Sportarten nach ihrem jeweiligen Trainingsmuster und können eine unterschiedliche kardiale Adaptation verursachen.

    Basierend auf der mechanischen Muskelaktivität können zwei Übungsarten unterschieden werden: dynamisch und statisch. Dynamische Übungen verursachen eine deutliche Erhöhung des Sauerstoffverbrauchs, des Herzminutenvolumens (HMV), der Herzfrequenz (HF), des Schlagvolumens (SV) und des systolischen Blutdrucks (BD.

    Der Begriff „Sportlerherz“ wird für eine morphologische und funktionelle Adaptation des Herzens an eine erhöhte, körperliche Betätigung verwendet. Das „Sportlerherz“ ist charakterisiert durch eine Volumenzunahme und exzentrische Hypertrophie von allen Herzhohlräumen sowie eine normale systolische und diastolische Funktion. Sportarten mit einer hohen dynamischen Übungskomponente wie Langstreckenlauf, Rennradfahren, Langlauf und Triathlon sind am häufigsten mit einem „Sportlerherz“ assoziiert.

    Aktuelle Projekte in Zusammenarbeit mit dem Betriebssportverband Hamburg widmen sich der Untersuchung von Triathlet:innen und Schwimmer:innen. Zudem wird der Effekt einer regelmäßigen sportlichen Betätigung auf die Gewebeeigenschaften der Leber untersucht.

    Abbildungen

    Klassifikation der verschiedenen Sportdisziplinen in Abhängigkeit von der dynamischen und statischen Übungskomponente. Adaptiert nach Mitchell et al.
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    Klassifikation der verschiedenen Sportdisziplinen

    • Klassifikation der verschiedenen Sportdisziplinen in Abhängigkeit von der dynamischen und statischen Übungskomponente. Adaptiert nach Mitchell et al.

    Kontakt

    Enver Tahir
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Enver Tahir
    • Facharzt für Radiologie

    Hang Chen

    Kooperationen

    Betriebssportverband Hamburg

    Ausgewählte Publikationen

    Starekova J, Thottakara T, Lund GK, Welsch GH, Brunner FJ, Muellerleile K, Adam G, Regier M, Tahir E. Increased myocardial mass and attenuation of myocardial strain in professional male soccer players and competitive male triathletes. Int J Cardiovasc Imaging. 2020 Nov;36(11):2187-2197. doi: 10.1007/s10554-020-01918-1.

    Tahir E, Scherz B, Starekova J, Muellerleile K, Fischer R, Schoennagel B, Warncke M, Stehning C, Cavus E, Bohnen S, Radunski UK, Blankenberg S, Simon P, Pressler A, Adam G, Patten M, Lund GK. Acute impact of an endurance race on cardiac function and biomarkers of myocardial injury in triathletes with and without myocardial fibrosis. Eur J Prev Cardiol. 2020 Jan;27(1):94-104. doi: 10.1177/2047487319859975.

    Tahir E, Starekova J, Muellerleile K, Freiwald E, von Stritzky A, Münch J, Avanesov M, Weinrich JM, Stehning C, Cavus E, Bohnen S, Radunski UK, Blankenberg S, Adam G, Simon P, Pressler A, Patten M, Lund GK. Impact of Myocardial Fibrosis on Left Ventricular Function Evaluated by Feature-Tracking Myocardial Strain Cardiac Magnetic Resonance in Competitive Male Triathletes With Normal Ejection Fraction. Circ J. 2019 Jun 25;83(7):1553-1562. doi: 10.1253/circj.CJ-18-1388.

    Tahir E, Starekova J, Muellerleile K, von Stritzky A, Münch J, Avanesov M, Weinrich JM, Stehning C, Bohnen S, Radunski UK, Freiwald E, Blankenberg S, Adam G, Pressler A, Patten M, Lund GK. Myocardial Fibrosis in Competitive Triathletes Detected by Contrast-Enhanced CMR Correlates With Exercise-Induced Hypertension and Competition History. JACC Cardiovasc Imaging. 2018 Sep;11(9):1260-1270. doi: 10.1016/j.jcmg.2017.09.016.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie den AG-Leiter, falls Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Enver Tahir
    Erstellung: 21.03.2021
    Letzte Änderung: 21.03.2021
  • Chemotherapie-induzierte Myokardschädigung bei langzeitüberlebenden Krebspatient:innen

    Aufgrund verbesserter Therapieoptionen steigt die Lebenserwartung von Krebspatient:innen stetig an und die Zahl langzeitüberlebender Krebspatient:innen beträgt aktuell circa 2,6 Millionen in Deutschland. Hieraus resultiert eine zunehmende Relevanz therapiebedingter Spätfolgen, welche wesentlich zu Morbidität und Mortalität dieser Patient:innen beitragen. Insbesondere kardiovaskuläre Spätfolgen erhöhen die Morbidität und Mortalität nach überstandener Krebserkrankung. In einer ersten prospektiven Studie bei Chemotherapie-behandelten Patientinnen mit Mammakarzinom konnte gezeigt werden, dass einerseits vorübergehende Veränderungen des Myokards und andererseits eine mittelfristig bleibende subklinische Funktionsabnahme des linken Ventrikels beobachtet werden können. Aktuelle Projekte in Zusammenarbeit mit der Klinik für Onkologie, Hämatologie und KMT mit Sektion Pneumologie widmen sich der Untersuchung von langzeitüberlebenden Patient:innen mit stattgehabten Keimzelltumoren. Zudem wird der Effekt einer Chemotherapie auf die Funktion des linken Atriums untersucht.

    Abbildungen

    1.	T2- und T1-Karten bei einer 45-jährigen Patientin mit Mammakarzinom. T2- und T1-Relaxationszeiten erhöhten sich signifikant nach Abschluss der Epirubicin-basierten Chemotherapie, um sich im weiteren Verlauf zu normalisieren.
    Lupe zum Vergrößern des Bildes
    T1/T2-Karten bei einer 45-jährigen Patientin mit Mammakarzinom

    T2- und T1-Karten bei einer 45-jährigen Patientin mit Mammakarzinom. T2- und T1-Relaxationszeiten erhöhten sich signifikant nach Abschluss der Epirubicin-basierten Chemotherapie, um sich im weiteren Verlauf zu normalisieren.

    Enver Tahir
    Priv.-Doz. Dr. med.
    Enver Tahir
    • Facharzt für Radiologie
    Philipp May
    Dr. med.
    Philipp May
    MBA

    Hang Chen

    Kooperationen

    Dr. med. Antonia Beitzen-Heineke, Klinik für Onkologie, Hämatologie und KMT mit Sektion Pneumologie

    Ausgewählte Publikationen

    Sinn MR, Lund GK, Muellerleile K, Freiwald E, Saeed M, Avanesov M, Lenz A, Starekova J, von Kodolitsch Y, Blankenberg S, Adam G, Tahir E. Prognosis of early pre-discharge and late left ventricular dilatation by cardiac magnetic resonance imaging after acute myocardial infarction. Int J Cardiovasc Imaging. 2021 Jan 12. doi: 10.1007/s10554-020-02136-5.

    Lam HV, Groth M, Mir T, Bannas P, Lund GK, Jahnke CM, Warncke M, Maas KJ, Adam G, Herrmann J, Tahir E. Impact of chest wall deformity on cardiac function by CMR and feature-tracking strain analysis in paediatric patients with Marfan syndrome. Eur Radiol. 2020 Dec 23. doi: 10.1007/s00330-020-07616-9.

    Tahir E, Fischer R, Grosse R, Tavrovski P, Yamamura J, Starekova J, Lund GK, Bannas P, Graessner J, Radunski UK, Muellerleile K, Adam G, Schoennagel BP. Strain Analysis Using Feature-Tracking CMR to Detect LV Systolic Dysfunction in Myocardial Iron Overload Disease. JACC Cardiovasc Imaging. 2020 Oct;13(10):2267-2268. doi: 10.1016/j.jcmg.2020.05.026.

    Tahir E, Starekova J, Muellerleile K, von Stritzky A, Münch J, Avanesov M, Weinrich JM, Stehning C, Bohnen S, Radunski UK, Freiwald E, Blankenberg S, Adam G, Pressler A, Patten M, Lund GK. Myocardial Fibrosis in Competitive Triathletes Detected by Contrast-Enhanced CMR Correlates With Exercise-Induced Hypertension and Competition History. JACC Cardiovasc Imaging. 2018 Sep;11(9):1260-1270. doi: 10.1016/j.jcmg.2017.09.016.

    Tahir E, Sinn M, Bohnen S, Avanesov M, Säring D, Stehning C, Schnackenburg B, Eulenburg C, Wien J, Radunski UK, Blankenberg S, Adam G, Higgins CB, Saeed M, Muellerleile K, Lund GK. Acute versus Chronic Myocardial Infarction: Diagnostic Accuracy of Quantitative Native T1 and T2 Mapping versus Assessment of Edema on Standard T2-weighted Cardiovascular MR Images for Differentiation. Radiology. 2017 Oct;285(1):83-91. doi: 10.1148/radiol.2017162338.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie den AG-Leiter, falls Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Enver Tahir
    Erstellung: 21.03.2021
    Letzte Änderung: 21.03.2021
  • Die primär sklerosierende Cholangitis (PSC) ist eine seltene Erkrankung der intra- und extrahepatischen Gallengänge, die vorwiegend junge Erwachsene betrifft und häufig mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen assoziiert ist. Sie ist charakterisiert durch multifokale vernarbende Veränderungen der Gallengänge und führt im Spätstadium zur biliären Leberzirrhose. Betroffene haben zudem ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von Malignomen der Gallengänge und des Magen-Darm-Traktes.

    Deep Learning Methoden können die menschliche Leistung übertreffen und eine Vielzahl von unterschiedlichen Problemen lösen. Im medizinischen Bereich wollen wir untersuchen, ob Deep Learning Methoden die Radiolog:innen bei der Erkennung von PSC-typischen Pathologien in der Bildgebung unterstützen können und die Qualität sowie die Effizienz in der Befundung durch derartige Unterstützungssysteme gesteigert werden kann.

    Das primäre Ziel des Projekts ist daher, das Training und die Etablierung eines AI-basierten Algorithmus für die automatische Detektion PSC-typischer Gallengangsveränderungen anhand von MRCP-Datensätze.

    Kontakt

    Jin Yamamura
    Prof. Dr. med.
    Jin Yamamura
    • Facharzt für Radiologie
    Haissam Ragab
    Dr. med.
    Haissam Ragab

    Kooperationen

    Prof. Dr. med. Christoph Schramm, Zentrum für Innere Medizin, I. Medizinische Klinik und Poliklinik

    Dr. med. Roman Zenouzi, Zentrum für Innere Medizin, I. Medizinische Klinik und Poliklinik

    Prof. Dr. Stefan Bonn, Zentrum für Molekulare Neurobiologie (ZMNH), Institut für Medizinische Systembiologie

    Dr. Anne Ernst, Zentrum für Molekulare Neurobiologie (ZMNH), Institut für Medizinische Systembiologie

    Ausgewählte Publikationen

    In Vorbereitung.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie die AG-Mitglieder, falls Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autor: Haissam Ragab
    Erstellung: 04.04.2021
    Letzte Änderung: 04.04.2021
  • Materialquantifizierung

    Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Quantifizierung von körpereigenen und körperfremden Materialien durch die Magnetresonanztomographie und Dual-Energy Spektral CT.

    In der MRT kann über die Varianz der Relaxationsraten oder Spektroskopietechniken die Bestimmung von Materialien wie Eisen oder Fett erfolgen. In der CT ermöglichen quellen- oder detektorbasierte Dual-Energy-Techniken wie die Dual-Source oder Spektral-CT Materialquantifizierung über die material- und energiespezifischen Abschwächungskoeffizienten.

    Das Ziel unserer Forschungsgruppe ist die Etablierung der Materialquantifizierung in der Dual-Energy CT und die Untersuchung der klinischen Relevanz quantifizierter Materialien für Diagnostik, Therapie und Prognose.

    Weitere Informationen

    https://www.fmthh.de/spektral-computertomographie-zur-quantifizierung-von-fett-und-eisen-als-klinisch-prognostische-parameter/

    Kontakt

    Jin Yamamura
    Prof. Dr. med.
    Jin Yamamura
    • Facharzt für Radiologie
    Isabel Molwitz
    Dr. med.
    Isabel Molwitz
    Patryk Szwargulski
    Patryk Szwargulski
    M. Sc.
    Tobias Knopp
    Prof. Dr. Ing.
    Tobias Knopp

    Graeme Campbell, PhD, Clinical Scientist Philips Healthcare

    Kooperationen

    Dr. med. Alina Busch, Zentrum für Onkologie

    PD Dr. med. Marianne Sinn, Zentrum für Onkologie

    Dr. rer. nat. Roland Fischer, Klinik für Interventionelle und Diagnostische Radiologie und Nuklearmedizin

    Dr. rer. nat. Dipl.-Chem. Klaus Tödter, Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie

    Dr. rer. nat. Dipl.-Biol. Kerstin Röser, Institut für Biochemie und Molekulare Zellbiologie

    PD Dr. Thomas Lindner, PhD, Klinik für Neuroradiologische Diagnostik und Interventionen

    Shuo Zhang, Clinical Scientist in MR Imaging, Philips Healthcare

    Ausgewählte Publikationen

    Molwitz I, Leiderer M, McDonough R, Fischer R, Ozga AK, Ozden C, Tahir E, Koehler D, Adam G, Yamamura J. Skeletal muscle fat quantification by dual-energy computed tomography in comparison with 3T MR imaging. Eur Radiol. 2021 Mar 26. doi: 10.1007/s00330-021-07820-1.

    Molwitz I, Leiderer M, Özden C, Yamamura J. Dual-Energy Computed Tomography for Fat Quantification in the Liver and Bone Marrow: A Literature Review. Rofo. 2020 Dec;192(12):1137-1153. English, German. doi: 10.1055/a-1212-6017.

    Dissertationen

    Bitte kontaktieren Sie die AG-Mitglieder, falls Sie Interesse an einer Dissertation in unserer Arbeitsgruppe haben.

    Verantwortlich für den Inhalt
    Autorin: Isabel Molwitz
    Erstellung: 29.03.2021
    Letzte Änderung: 29.03.2021