Modeller fra fysikk endrer medisinsk diagnostikk

Magnetisk resonansavbildning (MR) er en utbredt og trygg måte å kartlegge kroppens indre på. Særlig bløtvev kan avbildes med svært god nøyaktighet. Ordinære kliniske MR-bilder gir viktig informasjon om anatomiske strukturer og sykdom. Men vanlige MR-bilder har også noen begrensninger. De fanger ikke direkte opp kvantitative målinger og forteller lite om hva som foregår i mikrostrukturen (diffusjon) og mikrosirkulasjonen (perfusjon) i det syke og friske vevet. Det er allerede kjent at endringer i sykdomsutvikling og respons på behandling påvirker vevets diffusjons og perfusjonsegenskaper først - dermed er det viktig å tidlig kunne detektere endringer i disse egenskapene i en MR undersøkelse.

Målet med doktorgradsprosjektet er å bidra til å etablere perfusjons- og diffusjons-MR for å forbedre medisinsk diagnostikk. I arbeidet er avanserte modeller fra fysikk brukt for å detektere og forstå diffusjons- og perfusjonsegenskaper i ulike medisinske anvendelser. Anvendelsene strekker seg fra kjeveleddsundersøkelser hos barn med idiopatisk artritt til metastaser og primære hjernesvulster hos voksne.

Felles for de kliniske anvendelsene er at de involverer betennelsesprosesser. Et kjennetegn ved betennelser er at det gjerne samler seg vann i det betente området, og at kroppen kan øke blodforsyningen dit. Ved å modellere blodgjennomstrømningen i vevet, og ved å måle hvor fritt hydrogenkjernene i vevet kan bevege seg, kan det betente området beskrives med kvantitative parametere.

Forskningen bidrar både til å optimalisere bildeopptak og analyse av dataene og gir slik et viktig bidrag for å kunne ta disse metodene i bruk i pasientbehandling. Klinisk nytte og relevans er sentrale evalueringspunkt i arbeidet.

Arbeidet viser at perfusjons- og diffusjons-MR kan bidra til en bedre beskrivelse i flere medisinske anvendelser og understreker nødvendigheten for tverrfaglig forskning i utvikling av nye kliniske bildediagnostiske metoder.

Personalia

Lea Starck (f. 1995) er doktorgradsstipendiat ved Institutt for fysikk og teknologi ved Universitetet i Bergen, hvor hun også fikk mastergraden sin i medisinsk fysikk i 2019. Doktorgradsarbeidet har foregått ved Mohn Medical Imaging and Visualization Centre (MMIV) under radiologisk avdeling ved Haukeland Universitetssykehus. Førsteamanuensis Renate Grüner har vært hovedveileder. Dr. Frank Riemer og førsteamanuensis Hauke Bartsch har vært biveiledere.