Multiscale Elastography for Characterization of Pathologic Extracellular Matrix Change

Die Multifrequenz-Magnetresonanz-Elastographie (mMRE) misst die Dispersion der Viskoelastizität in Weichteilen und ist damit empfindlich für extrazelluläre Matrix (ECM) und zelluläre mikromechanische Wechselwirkungen. In der ersten Förderphase haben wir mMRE-Techniken entwickelt, die bei verschiedenen Magnetfeldstärken von 0,5 bis 7 Tesla arbeiten, um einen breiten Bereich mechanischer Anregungsfrequenzen für eine umfassende Analyse der viskoelastischen Eigenschaften von normalem und krankem biologischem Gewebe abzudecken. Mit Hilfe dieser innovativen multimodalen mMRE-Technologie haben wir gezeigt, dass der Abbau der ECM aufgrund von Entzündungsprozessen oder der Ansammlung von Faserproteinen mit deutlichen Veränderungen der inneren mechanischen Reibung von Weichgewebe einhergeht. Die mechanische Reibung, die zu einer viskoelastischen Dispersion führt, stellt somit eine empfindliche Sonde für die mMRE-basierte Diagnose dar, die über die Fibrose-bedingte Gewebeversteifung hinausgeht. 

Erste klinische Versuche zur Quantifizierung der Dispersion durch mMRE wurden bei Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen, Nephritis, Pankreatitis, Hepatitis, Leberfibrose und Krebs durchgeführt. Für die nächste Finanzierungsphase planen wir, die Empfindlichkeit von MRE für viskose Dispersion weiter zu erhöhen, indem wir den dynamischen Bereich von mMRE auf ultraniedrige und ultrahohe Frequenzen erweitern. Wir und andere haben erste Beweise dafür erbracht, dass ultraniedrige Frequenzen in MR.

Das Projekt wird im Rahmen des SFB 1340 der Charité - Universitätsmedizin Berlin von Prof. Dr. Ingolf Sack und Prof. Dr. Anja Hennemuth geleitet.