RTV VII: Skalenübergreifende Bildgebung

Koordinator*innen:  J.-B. Hövener (CAU), R. Huber (UzL), M. Rafecas (UzL)

In RTF VII werden neuartige Technologie-Ansätze erforscht, um bessere und präzisere Bildgebung an Patient*innen durchführen zu können. Dieser Forschungsbereich befasst sich mit der Entwicklung neuer Methoden der Magnetresonanztomographie, der Positronen-Emissions-Tomographie und der modernen optischen Bildgebung mit Lasern. Die neuen Bildgebungs-Systeme werden eine wichtige Rolle bei der noch präziseren Diagnose von entzündlichen Krankheiten, bei der Beurteilung und Messung ihres Schweregrades, bei der Planung von Therapie und beim Nachweis des Behandlungserfolges spielen.

Worauf baut die Arbeit des Forschungsbereichs auf?

Die Patient*innen mit dem bloßen Auge zu inspizieren, stellt eine der ältesten und wichtigsten Methoden zur Diagnose und Planung der Behandlung von Krankheiten dar. Seit Langem wird das bloße in Augenschein Nehmen durch verschiedene technische Methoden erweitert, um noch präzisere Aussagen zu treffen und Diagnosen zu erstellen. So haben unter anderem die Röntgentechnik, die Magnetresonanztomographie sowie die Ultraschall-Bildgebung die Präzision der medizinischen Behandlung dramatisch verbessert.

Gerade in den letzten Jahren wurden eine Reihe verschiedener, radikal neuartiger Ansätze in der konventionellen und hyperpolarisierten Magnetresonanztomographie, der Positronen-Emissions-Tomographie und der sogenannten optischen Kohärenztomographie entwickelt, welche zu mächtigen Werkzeugen in der Präzisionsmedizin der Entzündungskrankheiten werden könnten. Diese neuen Ansätze stellen den Ausgangspunkt für die Forschungsaktivitäten in RTF VII dar.

Was sind die Forschungsziele?

In RTF VII sollen neue technologische Methoden entwickelt werden, mit denen man Entzündung bereits detektieren kann, bevor sie in Form sichtbarer Symptome auftritt. Es sollen außerdem Methoden entwickelt werden, mit denen man den Schweregrad der aktuellen Symptome bei Entzündung ohne die Fehlerquelle des subjektiven Urteils des diagnostizieren Arztes/der diagnostizierenden Ärztin messen kann.  Darüber hinaus sollen die Methoden dazu dienen, dass sehr frühzeitig nach der individuellen Gabe eines Medikamentes die Wirkung beurteilt werden kann und damit individuell eine Entscheidung über die Weiterführung der Behandlung getroffen wird.  

Was zeichnet den Forschungsbereich aus?

Das herausstechende Merkmal an RTF VII ist die Komplementarität der beforschten Bildgebungs-Methoden. Diese ergänzen sich zueinander in idealer Weise.  So besitzt z.B. die Magnetresonanztomographie die Fähigkeit, das komplette Innere von Patient*innen abzubilden und sie verfügt über einen herausragenden Kontrast im Weichgewebe. Jedoch ist die räumliche Auflösung auf einige Zehntel Millimeter begrenzt. Optische Bildgebungs-Methoden leiden zwar an geringerer Eindringtiefe, können dafür aber mit unerreichten räumlichen Auflösungen aufwarten und kleinste zelluläre Details im Gewebe darstellen. Die Positronen-Emissions-Tomographie kann wiederum prinzipiell geringste Konzentrationen chemischer Substanzen wie z.B. Metaboliten, also Stoffwechselprodukten, nachweisen. Insofern ergänzen sich die Methoden in RTF VII in idealer Weise einzigartig im Hinblick auf ihre Stärken und Schwächen.

Was ist der Beitrag Ihres Forschungsbereichs zu einer Präzisionsmedizin für chronische Entzündungserkrankungen?

Präzisionsmedizin bedient sich der Klassifizierung von Patient*innen und ihrem jeweiligen Krankheitsbild, um eine möglichst passende und effektive Behandlung zu ermöglichen. Dazu bedient sich die Präzisionsmedizin der Methoden der molekularen Diagnostik, der Bildgebung und der Analytik. Die Anstrengungen zur Bildgebungstechnologie in RTF VII stellen daher den entsprechend komplementären Gegenpol zu den molekular-diagnostischen Techniken dar. RTF VII wird neue Laborinstrumente, Medizintechnik, Bildgebungsmethoden und multiparametrische Analyseverfahren bereitstellen, die die klinisch etablierte Bildgebung direkt ergänzen.

Zusammenarbeit mit anderen Forschungsbereichen im Cluster

Eine wichtige Verbindung besteht zum Forschungsbereich CD-4. Ziel hier ist, die in RTF VII entwickelten optischen Bildgebungsgeräte in CD-4 zum klinischen Einsatz zu bringen und deren Potenzial in der Dermatologie, der Gastroenterologie und der Pulmologie zu evaluieren. Weiterhin werden die Technologien aus RTF VII in CD-2 bei der Beurteilung der Inkorporation von Medikamenten zu Anwendung kommen und generell bei der Stratifizierung von Patient*innen und der Entwicklung neuer therapeutischer Endpunkte eingesetzt werden, was auch die Live-Bildgebung des Metabolismus des Mikrobioms miteinschließt (CD-2). Darüber hinaus werden in RTF VII die modernsten optischen und hyperpolarisierten MR-Bildgebungsverfahren, die derzeit nur in Laborumgebungen anwendbar sind, auf Prototypen übertragen und hin zum Einsatz an Patient*innen evaluiert (CD-1, CD-4). 

Mitglieder

Prof. Dr. rer. nat. Rainer Adelung

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Materialwissenschaften
Funktionale Nanomaterialien

Dr. Zouhair Aherrahrou

Assoziiertes Mitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Kardiogenetik

Mariia Anikeeva

Assoziiertes Mitglied

MOIN CC
Klinik für Radiologie und Neuroradiologie
Sektion Biomedizinische Bildgebung
AG Prof. Hövener

Prof. Dr. Jörg Barkhausen

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin

Martina Bucsaiova

Assoziiertes Mitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Infektiologie und Mikrobiologie
AG Prof. Verschoor

Prof. Dr. Marc Ehlers

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Institut für Ernährungsmedizin
Immunologie und Glykoanalytik

Prof. Dr. med. Mark Ellrichmann

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Innere Medizin I
Interdisziplinäre Endoskopie

Prof. Dr. Martina Gerken

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik
Integrierte Systeme und Photonik

Prof. Dr. rer. nat. Claus-C. Glüer

Vollmitglied

MOIN CC
Klinik für Radiologie und Neuroradiologie
Sektion Biomedizinische Bildgebung

Prof. Dr. Thomas Gutsmann

Vollmitglied

Forschungszentrum Borstel - Leibniz Lungenzentrum
Biophysik
Programmbereich Infektionen

Prof. Dr. Jan-Bernd Hövener

Vollmitglied

MOIN CC
Klinik für Radiologie und Neuroradiologie
Sektion Biomedizinische Bildgebung

Prof. Dr. Robert Huber

Vollmitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Biomedizinische Optik

Christian Hübner

Vollmitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Physik

Jennifer Hundt

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
LIED - Lübecker Institut für Experimentelle Dermatologie

Gereon Hüttmann

Vollmitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Biomedizinische Optik

Sebastian Karpf

Vollmitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Biomedizinische Optik

Prof. Dr. Christian Karsten

Vollmitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Systemische Entzündungsforschung

Dr. rer. nat. Jan Philip Kolb

Assoziiertes Mitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Biomedizinische Optik
AG Prof. Huber

Peter König

Vollmitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Anatomie

Fabio Aldo Kraft, M.Sc.

Assoziiertes Mitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik
Integrierte Systeme und Photonik
AG Prof. Gerken

Dr. Christian Nehls

Assoziiertes Mitglied

Forschungszentrum Borstel - Leibniz Lungenzentrum
Biophysik
Programmbereich Infektionen
AG Prof. Gutsmann

Dr. Laura Paulowski

Assoziiertes Mitglied

Forschungszentrum Borstel - Leibniz Lungenzentrum
Diagnostische Mykobakteriologie
Programmbereich Infektionen

Prof. Dr. Oula Peñate Medina

Vollmitglied

MOIN CC
Klinik für Radiologie und Neuroradiologie
Sektion Biomedizinische Bildgebung

Dr. Andrey Pravdivtsev

Assoziiertes Mitglied

MOIN CC
Klinik für Radiologie und Neuroradiologie
Sektion Biomedizinische Bildgebung
AG Prov. Hövener

Mariya Pravdivtseva, M.Sc.

Assoziiertes Mitglied

MOIN CC
Klinik für Radiologie und Neuroradiologie
Sektion Biomedizinische Bildgebung
AG Prof. Hövener

Magdalena Rafecas

Vollmitglied

Universität zu Lübeck
Institut für Medizintechnik

Jan Rupp

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Infektiologie und Mikrobiologie

Prof. Dr. med. Dominik Schulte

Vollmitglied

UKSH Campus Kiel
Klinik für Innere Medizin I

apl. Prof. Dr. Frank Sönnichsen

Vollmitglied

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Otto Diels-Institut für Organische Chemie
Spektroskopische Abteilung

Dr. Kolja Them

Assoziiertes Mitglied

MOIN CC
Klinik für Radiologie und Neuroradiologie
Sektion Biomedizinische Bildgebung
AG Prof. Hövener

Prof. Dr. Admar Verschoor

Vollmitglied

UKSH Campus Lübeck
Klinik für Infektiologie und Mikrobiologie