Die Arbeitsgruppe Biomechanische Bildgebung beschäftigt sich mit der nicht-invasiven Bestimmung der biomechanischen Eigenschaften des Gehirns. Vereinfacht gesagt messen wir, wie hart oder weich das Hirngewebe ist und bekommen dadurch Informationen, die in konventionellen CT- oder MRT-Bildern verborgen bleiben. Die Nutzung biomechanischer Informationen ist in der Medizin verbreitet: Das Abtasten von Organen und Körperteilen, die sog. Palpation, ist ein wichtiger Bestandteil der körperlichen Untersuchung. Das Abtasten des Gehirns ist nicht ohne Weiteres möglich, gelingt uns mit der Magnetresonanz-Elastographie (MRE) aber virtuell. Die MRE ist ein neues und hochinnovatives MRT-Verfahren zur Bestimmung der Gewebebiomechanik. Bei der MRE werden durch Vibration mechanische Wellen im zu untersuchenden Gewebe hervorgerufen, die durch ihre Ausbreitung zu minimalsten Gewebeverlagerungen führen. Diese Gewebeverlagerungen werden bei der MRE erfasst. Da die Wellenausbreitung von der Beschaffenheit des Gewebes abhängt, können anhand des Ausmaßes der Gewebeverlagerung biomechanische Messgrößen wie beispielsweise die Gewebesteifigkeit berechnet werden. MRE-Systeme stehen präklinisch am 9.4 Tesla MRT und klinisch an einem 3 Tesla MRT der Abteilung zur Verfügung. Wir vergleichen die MRE-Messgrößen mit anderen quantitativen MRT-Verfahren wie der Diffusion, Relaxometrie und Perfusion und erforschen mit Hilfe von histologischen Methoden die strukturellen Grundlagen der biomechanischen Eigenschaften.

In aktuellen Studien setzen wir die MRE zur Charakterisierung der Biomechanik von Hirntumoren und von neurovaskulären Erkrankungen wie Schlaganfall und Mikroangiopathie ein. Da sich die Zusammensetzung von gesundem Hirngewebe und krankhaften Veränderungen grundlegend unterscheidet, sind auch die biomechanischen Eigenschaften unterschiedlich. Dadurch kann die MRE dabei helfen, krankhafte Veränderungen des Gehirns zu erkennen und genauer einzuordnen.