MR Physik

Prof. Dr. Tony Stöcker

Forschungsschwerpunkte

Die Forschungsgruppe MR-Physik erforscht neuartige medizinische Bildgebungsverfahren für präklinische Biomarker bei neurodegenerativen Erkrankungen. Die Früherkennung neurodegenerativer Erkrankungen mittels medizinischer Bildgebungstechniken ist eine anspruchsvolle und noch ungelöste Aufgabe. Dennoch ist die Magnetresonanztomographie (MRT) aufgrund ihres inhärenten multimodalen Charakters die Methode der Wahl: Die MRT nutzt viele verschiedene biophysikalische und biochemische Eigenschaften und liefert quantitative Informationen für die Charakterisierung von Hirngewebe. Darüber hinaus bietet die nicht-invasive MRT die Möglichkeit groß angelegte Studien sowohl bei Patientengruppen als auch bei gesunden Probanden durchzuführen. Es ist jedoch sehr schwierig, kleine Veränderungen im Hirngewebe nachzuweisen, wie sie bei der Neurodegeneration auftreten.

Daher liegt unser Hauptaugenmerk auf der Entwicklung von MRT-Sequenzen auf einem hochmodernen 7-Tesla MRT-Scanner, mit dem die Manifestationen der Neurodegeneration mit hoher Sensitivität und Auflösung untersucht werden können. Die höhere Empfindlichkeit der Ultrahochfeld-MRT bietet die Möglichkeit, subtile Veränderungen von Gehirnfunktion, -struktur und -metabolismus zu erkennen, die bereits in frühen Stadien neurodegenerativer Erkrankungen vorliegen. Die begleitenden technischen Herausforderungen der Ultrahochfeld-MRT sind ein aktiver und wichtiger Bereich der Grundlagenforschung.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil unserer Arbeit ist die Entwicklung qualitativ hochwertiger Bildgebung bei klinischen 3 Tesla MRT-Scannern zur Anwendung in großen Patienten- und Populationsstudien. Die Forschungsgruppe MR-Physik entwickelte dazu am DZNE in Zusammenarbeit mit der Populationswissenschaft und der klinischen Forschung neuartige schnelle Bildgebungsverfahren. So wurde das einstündige Bildgebungsprotokoll der Rheinland-Studie entwickelt, das nun in der Hauptstudie verwendet wird. Es umfasst neuartige Bildgebungsmethoden für anatomische Gehirnbilder, funktionelle Konnektivität, strukturelle Konnektivität und die Abbildung von Gefäßen. Zusätzlich werden Kontraste wie beispielsweise Gehirnperfusion oder zur Makromolekülquantifizierung erfasst. Diese neu entwickelten Methoden werden ebenfalls in Studien gemeinsam mit Partnern aus der klinischen Forschung sowie mit internationalen Kooperationspartnern angewendet.

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