Herz & Thorax
Forschungsgruppen
Das Ziel der Arbeitsgruppe ist es, die nicht invasive Untersuchung des Herzens und der Gefäße mit minimaler Röntgendosis und Kontrastmittel zu ermöglichen. Die Verbesserungen kommen beispielsweise Patienten zugute, bei denen eine koronare Herzerkrankung ohne Herzkatheteruntersuchung ausgeschlossen werden soll. Die Schwierigkeit bzw. Limitation der Herz CT liegt häufig in dem Umstand, dass eine Erkrankung zwar sensitiv nachgewiesen werden kann, aber der Schweregrad bzw. die Wirksamkeit einer Koronarstenose im CT nicht sicher bestimmbar bleibt. Um diese Einschätzung der funktionellen Wirksamkeit einer Stenose mit der CT zu etablieren, werden derzeit verschiedene Verfahren getestet, mit der die Durchblutung des Herzmuskels unter Belastung festgestellt werden kann. Neue Medikamente können dabei helfen, diese Belastungsuntersuchung noch einfacher und sicherer zu machen. Auch der minimalinvasive Ersatz der Aortenklappe wird an unserer Klinik sehr häufig durchgeführt. Für die Patienten, bei denen ein solcher Eingriff geplant ist, gelten besondere Bedingungen für die Planung mit der CT. Mit geringer Röntgendosis, vor allem aber mit minimaler Kontrastmittelmenge ist eine Untersuchung des Herzens und der Körperstammgefäße innerhalb weniger Sekunden möglich. Weiterhin nimmt die Arbeitsgruppe an einer großen weltweiten multizentrischen Studie für Patienten mit chronisch stabiler Angina pectoris teil. Auf dem Gebiet der Gefäßbildgebung werden neue Methoden der Computertomographie wie die dynamische CT erforscht. Hier werden neue Indikationsgebiete für die vaskuläre CT geschaffen, um mit diesem minmal-invasiven Verfahren Patienten z.B. mit peripherer arterieller Verschlusskrankheit helfen zu können.
Abbildung: Planungs-CT vor geplantem minimalinvasivem Aortenersatz (TAVI).
Forschungschwerpunkte
- CT Angiographie bei Patienten vor Aortenklappenersatz (TAVI)
- Untersuchung der kontrastmittelindizierten Nephropathie bei Patienten mit Aortenstenose
- Bestimmung der Messgenauigkeit für die Bestimmung der Aortenklappengröße
- Neue CT angiographische Techniken
- Dynamische CT Angiographie: Verbesserte Diagnostik bei Patienten mit pAVK und Aortenpathologien
- Optimierung von Planungs-CTs vor minimal invasivem Ersatz oder Reparatur der Mitral- und Trikuspidalklappe hinsichtlich Strahlenbelastung und Kontrastmitteldosis.
- KI-gestützte Risikostratifizierung von Patienten vor minimal invasiver Klappenimplantation
- KI-gestützte Patiententriagierung bei Verdacht auf Lungenarterienembolie
Die MR Arbeitsgruppe beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit der Weiterentwicklung der kernspintomographischen Bildgebung zum Nachweis von frühen strukturellen Veränderungen bei Erkrankungen des Herzmuskels (Kardiomyopathien). Die wissenschaftliche Fragestellungen beschäftigen sich u.a. mit der Weiterentwicklung der MR Perfusionsbildgebung bei Patienten mit koronarer Minderdurchblutung, der Etablierung von nicht kontrastverstärkten MR Angiographietechniken in der klinischen Routine, sowie der Darstellung der Veränderungen des Blutflusses nach Herzklappenersatz und Gefäßoperationen.
Abbildung: 4D-Fluss-MRT des Aortenbogens mit Darstellung des Blutflusses.
Forschungsschwerpunkte
Funktionelle Bildgebung des Herzens in Echtzeit (realtime-MRT):
- Erforschung von strukturellen Veränderungen des Herzmuskels bei COVID-19
- Detektion von frühen strukturellen Veränderungen des Herzmuskels bei erblichen Herzmuskelerkrankungen
- Entwicklung neuer Sequenzen zur Beurteilung der Blutversorgung des Herzmuskels nach Herzinfarkt
- Evaluation von nicht kontrastverstärkten MR Angiographietechniken
- Therapiekontrolle von Patienten nach Katheterablation bei Vorhofflimmern
4D-Fluss-MRT:
- Erforschung von Flussverhältnissen nach Klappenimplantation am Patienten und am Phantom
- Evaluation der Einflüsse von Flussparametern bei operativ korrigierten angeborenen Herzfehlern auf die Prognose
- Evaluation von Blutflüssen in transplantierten Organen
Wissenschaftliche Kooperationspartner und Verbundprojekte
- Dt. Zentrum für Herz- Kreislaufforschung
- Munich Center for Advanced Photonics
- Medical University of South Carolina
- Mount Sinai School of Medicine
- University of Seattle/Washington
- University of Toronto, Canada
Wissenschaftliche Schwerpunkte
Lungenerkrankungen stellen weltweit eine der Haupttodesursachen dar, wobei die Inzidenz und die wirtschaftliche Belastung in den nächsten Jahrzehnten voraussichtlich weiter zunehmen werden. Als Zusammenschluss der fünf führenden deutschen Lungenzentren (ARCN, BREATH, CPC-M, TLRC, UGMLC) wurde im November 2011 das Deutsche Zentrum für Lungenforschung (DZL) gegründet. Alle Partner einigten sich auf eine kohärente Forschungsstrategie, um die Mission des DZL zu erfüllen: Translationale Forschung zur Bekämpfung weit verbreiteter Lungenkrankheiten.
Ziel der Arbeitsgruppe um Prof. Julien Dinkel am LMU Klinikum München ist es, als Mitglied der Plattform Imaging des DZL, die Erforschung und Diagnose von Lungenkrankheiten auf Basis moderner, bildgebender Verfahren voranzutreiben.
Unser Forschung im Bereich Thorax befasst sich mit den folgenden Themen:
- Etablierung von Methoden basierend auf Magnetresonanztomographie (MRT) als strahlungsfreie Alternative zur Computertomographie (CT)
- Hämodynamik des Lungenparenchyms in der dynamischen kontrastverstärkten CT oder MRT sowie der diffusionsgewichteten (DWI) MRT
- Sensitivität der MRT zur Detektion von intrapulmonalen Rundherden
- Anwendung künstlicher Intelligenz in der thorakalen Bildgebung
Abbildung: MRT zur Darstellung der Lungendurchblutung.
Wissenschaftliche Kooperationspartner
- Deutsches Zentrum für Lungenforschung (DZL)
- Helmholtz Zentrum München
- Siemens Healthcare
- Universitätsspital Basel
Wissenschaftliches Personal
Dr. rer. nat. Thomas Gaaß
Thomas beschäftigte sich während seiner Promotion mit iterativen Rekonstruktionsverfahren zur Dosisreduktion von Phasenkontrast-Computertomographie und nicht-kartesischen Aufnahmetechniken für Magnetresonanztomographie. In seiner derzeitigen Position arbeitet er an neuen Methoden zur funktionellen MR-Lungenbildgebung.
Dr. rer. nat. Balthasar Schachtner
Balthasar erlangte den Doktorgrad für seine Forschungsarbeit im Bereich der experimentellen Teilchenphysik. Der Schwerpunkt seiner wissenschaftlichen Tätigkeiten als PostDoc ist es Konzepte des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz in der Radiologie einzusetzen und die Entwicklung von Imaging Biomarkers für die Diagnose von Lungenpathologien.
Klinische Mitarbeiter
Dr. med. Judith Spiro, MHBA
Leitung Campus Innenstadt
Shiwa Mansournia
Projektmanagement
Auswahl an Publikationen aus der Arbeitsgruppe Thorax:
2020
Bonert, M., Schneider, M., Solyanik, O., Hellbach, K., Bondesson, D., Gaass, T., Thaens, N., Ricke, J., Benkert, T., & Dinkel, J. (2020). Diagnostic accuracy of magnetic resonance imaging for the detection of pulmonary nodules simulated in a dedicated porcine chest phantom. PloS one, 15(12), e0244382. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0244382
Bondesson D, Schneider MJ, Silbernagel E, Behr J, Reichenberger F, Dinkel J. Automated evaluation of probe-based confocal laser endomicroscopy in the lung. PLoS One. 2020;15(5):e0232847. Published 2020 May 6. doi:10.1371/journal.pone.0232847
2019
Bondesson D, Schneider MJ, Gaass T, Kühn B, Bauman G, Dietrich O, Dinkel J: Nonuniform Fourier-decomposition MRI for ventilation- and perfusion-weighted imaging of the lung. Magn Reson Med. 2019 Oct;82(4):1312-1321.
2018
Burgard CA, Gaass T, Bonert M, Bondesson D, Thaens N, Reiser MF, Dinkel J: Detection of artificial pulmonary lung nodules in ultralow-dose CT using an ex vivo lung phantom. PLoS One. 2018 Jan 3;13(1):e0190501
2017
Gaass T, Schneider MJ, Dietrich O, Ingrisch M, Dinkel J: Quantitative Dynamic Contrast-Enhanced MRI of a 3-Dimensional Artificial Capillary Network. Med Phys. 2017 Apr;44(4):1462-1469
Olaf Dietrich, Thomas Gaass, Maximilian F. Reiser. “T1 relaxation time constants, influence of oxygen, and the oxygen transfer function of the human lung at 1.5 T—A meta-analysis” (Euro J Rad 86 252-260)