Entzündliche ZNS-Erkrankungen/Multiple Sklerose

Natrium- und Kalium-Bildgebung bei Multipler Sklerose
Ziel dieser interdisziplinären, von der Deutschen MS-Gesellschaft (DMSG) geförderten Arbeit ist es, diffuse Veränderungen in frühen Krankheitsstadien der Multiplen Sklerose (MS) besser zu erkennen und zu charakterisieren als bisher möglich.
Dieses Ziel soll mittels der Ultra-Hochfeld-MRT bei 7 Tesla erreicht werden, welche die Verwendung neuer funktioneller und quantitativer MR-Techniken erleichtert, wie zum Beispiel der Natrium- und Kalium-Bildgebung. Dabei scheinen veränderte Ionenkonzentrationen eine wichtige Rolle für die Erkrankungsentstehung bei der MS zu spielen. In der klinischen Routine können diese Ionen-Konzentrationen nur in extrazellulären Körperflüssigkeiten – wie z.B. dem Blut oder Urin – bestimmt werden. Die Konzentrationen im Gewebe sind dagegen normallerweise nicht zugänglich. Verschiedene Forschungsgruppen haben jedoch bereits gezeigt, dass die Natrium-Konzentration des Gewebes bei MS-Patientinnen und MS-Patienten oftmals erhöht ist.
Ziel dieses Projektes ist es, neben der Natrium-Konzentration erstmalig auch die Konzentration des häufigsten intrazellulären Ions – Kalium – zu untersuchen. Bei MS könnte eine mangelnde Energieversorgung der Zellen zu einer erniedrigten intrazellulären Kalium-Konzentration führen. Es ist bekannt, dass eine erniedrigte intrazelluläre Kalium-Konzentration zur Aktivierung apoptotischer Enzyme führt. Daher könnte sich die Gewebe-Kalium-Konzentration neben der Konzentration an Natrium zu einem wichtigen (frühen) prognostischen Marker der MS entwickeln. 

Automatisierte Läsionserkennung
Wir konnten hier einen neuen Workflow in die klinische Diagnostik implementieren. Multi-Atlas-Fusion zur effizienten Segmentierung erlaubt anhand anatomischer Landmarken und mittels eines patientenspezifischen graphischen Netzwerks die Berechnung eines koregistrierten 3D-FLAIR Datensatzes mit invertiertem Kontrast zur schnellen und verlässlichen Detektion im Verlauf neu aufgetretener postentzündlicher Marklagerläsionen bei Patientinnen und Patienten mit MS. Die Detektion neuer Läsionen ist mit dieser Methode verglichen zum Goldstandard etwa fünfmal schneller möglich – bei höchster diagnostischer Sicherheit. Die beschriebene Methode ist bereits fest in unsere klinische Befundung integriert. MS als neurodegenerative Erkrankung stellt bei 7T einen weiteren Schwerpunkt dar. Zunächst sollen hier geeignete Sequenzparameter zur optimalen Darstellung und Detektion postentzündlicher Marklagerläsionen gefunden und validiert werden.