Erst seit 2010 sind kombinierte Positronenemissionstomographie- Magnetresonanztomographie-Geräte (PET/MRT) zur hybriden Bildgebung verfügbar. Die mit der Entwicklung der Geräte verbundenen Hoffnungen bezüglich der onkologischen Diagnostik lagen zunächst auf einer verbesserten Genauigkeit in der Tumordetektion im Vergleich zur PET/CT. Rasch wurde jedoch deutlich, dass insbesondere die Möglichkeit der non-invasiven, multiparametrischen Charakterisierung von Tumorerkrankungen einen wesentlichen Vorteil der PET/MRT gegenüber der PET/CT darstellt. Der im Universitätsklinikum Leipzig AöR 2011 installierte PET/MRT-Scanner war einer der ersten weltweit und in dieser Habilitationsschrift sind die ersten Erfahrungen mit dieser Methode auf dem Gebiet der onkologischen Diagnostik zusammengefasst. Schwerpunkt ist dabei die Diagnostik von Kopf-Hals-Tumoren, da in diesem Bereich die CT aufgrund des im Vergleich zur MRT schlechteren Weichteilkontrastes Einschränkungen aufweist. In dieser Schrift werden zunächst die unterschiedlichen Konzepte im Gerätedesign der PET/MRT und die Besonderheiten der PET/MRT im Vergleich zur PET/CT erläutert. Auch die kritischen Punkte, die bei der Implementierung eines PET/MRT-Scanners zu beachten sind, werden detailliert dargestellt. Hierbei werden besonders die baulichen und organisatorischen Aspekte berücksichtigt, es werden aber auch Hinweise zur Qualitätskontrolle und zur Entwicklung von Untersuchungsprotokollen gegeben. In der ersten klinischen Studie zur Anwendung der PET/MRT mit 18F-Fluorodesoxyglucose (18F-FDG) bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren konnten wir hinsichtlich Sensitivität und Spezifität noch keine Unterschiede zur PET/CT nachweisen. Allerdings war hier die untersuchte Patientengruppe heterogen und enthielt sowohl Primär- als auch Rezidivtumore. Aktuell konzentriert sich die onkologische Forschung am PET/MRT auf die Möglichkeiten der multiparametrischen Bildgebung zur Detektion und vor allem Charakterisierung von Tumorerkrankungen. Hier konnten wir signifikante Korrelationen von Glukosestoffwechsel und verschiedenen Perfusionsparametern bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren nachweisen. Bei Patientinnen mit Zervixkarzinom konnte ein inverser Zusammenhang zwischen Glukosestoffwechsel und Diffusionsrestriktion nachgewiesen werden. Die letzte aufgeführte Arbeit zeigt die Korrelationen zwischen der bildgebenden Tumorcharakterisierung und histopathologischen Ergebnissen bei Kopf-Hals-Tumoren, wo wir Zusammenhänge von Kernfläche und dem Proliferationsmarker Ki-67 mit Diffusionseigenschaften bzw. Glukosestoffwechsel im Tumorgewebe nachweisen konnten.:Inhalt 1. Einführung in die Thematik 1.1. Entwicklung der hybriden Bildgebung 1.2. Technische Konzepte zur Kombination von PET und MRT 1.2.1. Separate Geräte – räumlich getrennt 1.2.2. Separate Geräte - in einem Raum kombiniert 1.2.3. Integrierte Geräte 1.3. Schwächungskorrektur 1.4. Einsatzgebiete 1.5. Untersuchungsprotokoll am PET/MRT 1.5.1. Allgemeine Überlegungen zum Untersuchungsablauf 1.5.2. MRT-Sequenzen 1.5.3. PET-Tracer 1.6. Eigene Studien 2. Originalarbeiten 2.1. Physikalische und organisatorische Maßnahmen für Installation, regulatorische Anforderungen und Implementierung eines simultanen hybriden PET/MR-Bildgebungssystems in Forschung und klinischer Versorgung 2.2. Ergebnisse der simultanen 18F-FDG PET/MRT im Vergleich zur 18F-FDG PET/CT bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren 2.3. In vivo Korrelation von Glukosemetabolismus, Zelldichte und mikrozirkulatorischen Parametern bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren: erste Ergebnisse von Untersuchungen mittels simultaner PET/MRT 2.4. Simultane 18F-FDG PET/MRT: Korrelation von scheinbarem Diffusionskoeffizient (ADC) und standardisiertem Aufnahmewert (SUV) beim primären und rezidivierten Zervixkarzinom 2.5. Simultane 18F-FDG PET/MRT: Assoziationen zwischen Diffusion, Glukosemetabolismus und histopathologischen Parametern bei Patienten mit Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals- Region 3. Ausblick mit Übersichtsartikel „Molekulare Bildgebung bei Kopf-Hals-Tumoren“ 4. Literaturverzeichnis 5. Erklärung über die eigenständige Anfertigung der Arbeit und Kenntlichmachung der benutzten Hilfsmittel bzw. Hilfen 6. Lebenslauf 7. Danksagung