@phdthesis{Moerchel2010,
  author    = {M{\"o}rchel, Philipp},
  title     = {Funktionelle MR-Tomographie am Tumor},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-57178},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Ein Teil dieser Arbeit bestand in der Entwicklung und Etablierung von Methoden zur nichtinvasiven Erfassung von radiobiologisch relevanten Parametern des Tumormikromilieus mit der Magnet-Resonanz-Tomographie. Dabei wurden die Tumorperfusion und die Reoxygenierung des Tumors bei Beatmung mit Carbogengas als strahlentherapeutisch prognostisch relevante und vor allem auch beeinflussbare Parameter des Tumors untersucht. Die Untersuchungen fanden an einem Xenograft Modell von neun verschiedenen standardisierten humanen Tumorlinien statt, die auf Oberschenkel von M{\"a}usen transplantiert wurden. Als Teil eines multiinstitutionellen Verbundprojekts wurden parallel zu den NMR-Untersuchungen dieselben Tumorlinien mit verschiedenen Methoden der Histologie und Immunhistologie untersucht. Die Erhebung und Sammlung von einer solch großen Anzahl an Tumordaten, die mit den verschiedensten Untersuchungsmethoden an denselben Tumorlinien erfasst wurden bot eine einmalige M{\"o}glichkeit, die einzelnen Tumorparameter miteinander zu korrelieren. Durch die Vielzahl an hier untersuchten Tumorlinien waren aussagekr{\"a}ftige Korrelationen der erfassten Parameter (Perfusion, Reoxygenierung, Laktatverteilung, TCD50, Hypoxie, Blutgef{\"a}ßdichte) m{\"o}glich. Damit konnten die Zusammenh{\"a}nge der einzelnen Parameter des Tumormikromilieus genauer untersucht werden, wodurch das Verst{\"a}ndnis {\"u}ber die Vorg{\"a}nge im Tumor weiter verbessert werden konnte. Mittels quantitativer Messung des oxygenierungssensitiven NMR-Parameters T2* wurde die individuelle Reaktion der Tumoren auf die Atmung von Carbogengas ortsaufgel{\"o}st erfasst. Dabei stellte sich die Reoxygenierung als sehr guter prognostischer Faktor f{\"u}r die Strahlentherapie heraus. Durch die Reoxygenierungsmessung kann somit festgestellt werden, ob ein Patient von einer Beatmung mit Carbogengas w{\"a}hrend der Strahlentherapie profitiert. Zur nichtinvasiven Erfassung der nativen Mikrozirkulation der Tumoren wurden Spin-Labeling-Techniken eingesetzt, die ortsaufgel{\"o}ste Perfusionskarten {\"u}ber den NMR-Relaxationsparameter T1 liefern. Die Tumorperfusion wurde dabei nicht als Absolutwert berechnet, sondern als Relativwert bez{\"u}glich der Muskelperfusion angegeben, um unabh{\"a}ngig vom aktuellen Zustand des Herz-Kreislauf-System des Wirtstieres zu sein. Zwischen den einzelnen Tumorlinien konnten mit dieser Methode signifikante Unterschiede in der Tumormikrozirkulation festgestellt werden. Die Tumorperfusion liegt bei allen untersuchten Linien unter dem Wert der Muskelperfusion. Im zweiten Teil der Arbeit wurde ein Fitalgorithmus entworfen und implementiert, der es erm{\"o}glicht, v{\"o}llig neue Messsequenzen zu entwickeln, die nicht an die Restriktionen der analytischen Fitmethoden gebunden sind. So k{\"o}nnen z.B. die Schaltzeitpunkte der Pulse zur Abtastung einer Relaxationskurve frei gew{\"a}hlt werden. Auch muss das Spinsystem nicht gegen einen Gleichgewichtswert laufen um die Relaxationszeiten bestimmen zu k{\"o}nnen. Dieser Algorithmus wurde in Simulationen mit dem Standardverfahren zur T1-Akquisition verglichen. Dabei erwies sich diese Fitmethode als stabiler als das Standardmessverfahren. Auch an realen Messungen an Phantomen und in vivo liefert der Algorithmus zuverl{\"a}ssig korrekte Werte. Die im ersten Teil dieser Arbeit entwickelten Verfahren zur nichtinvasiven Erfassung strahlentherapeutisch relevanter Parameter sollen letztlich in die klinische Situation auf den Menschen {\"u}bertragen werden. Durch die geringere magnetische Feldst{\"a}rke und das damit verbundene niedrigere SNR der klinischen Magnettomographen muss jedoch die Anzahl der Mittelungen erh{\"o}ht werden, um die gleiche Qualit{\"a}t der Messdaten zu erhalten. Dies f{\"u}hrt aber schnell zu sehr langen Messzeiten, die einem Patienten nicht zugemutet werden k{\"o}nnen. Um die Messzeit zu verk{\"u}rzen wurde eine Messsequenz, aufbauend auf den erarbeiteten Fitalgorithmus entwickelt, die es erm{\"o}glicht, die T1- und T2*-Relaxationszeit simultan und in der Dauer einer herk{\"o}mmlichen T1-Messequenz zu akquirieren. Neben der Messzeitverk{\"u}rzung ist dieses Messverfahren weniger anf{\"a}llig gegen Bewegungsartefakte, die bei der r{\"a}umlichen Korrelation von einzeln nacheinander aufgenommenen T1- und T2*-Relaxationszeitkarten auftreten, da diese in einem Datensatz akquiriert wurden und somit exakt {\"u}bereinander zu liegen kommen.},
  subject      = {Tumor},
  language  = {de}
}