MEDICA 2017

•••3••• Interview MRT-Bilder in nie da gewesener Auflösung DIEMESSE im Gespräch mit Professor Oliver Speck, Universität Magdeburg Herr Professor Speck, Sie haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Gehirnstrukturen in bisher nicht da gewesener Auflösung darge- stellt werden können. Wie ist das gelungen? Die Auflösung zu erreichen, stellt dabei nicht die größte Herausfor- derung dar, sondern ein ausrei- chend starkes Signal zu erhal- ten und die nominelle Auflösung auch praktisch zu realisieren. Kein Mensch kann den Kopf über lan- ge Messzeiten entsprechend der Auflösung von 250 μm ruhig hal- ten. Wir nutzen ein von uns mit- entwickeltes Verfahren zur (optischen) Messung der Kopfbewegung und pas- sen das Aufnahmevolumen während der Messung bis zu 80 Mal pro Sekunde an. Die- se sogenannte prospektive Echtzeit-Bewegungskorrek- tur ermöglicht erst die Mes- sung ohne bewegungsindu- zierte Auflösungsreduktion oder Artefakte. Um die Auf- lösung von 250 μm gegen- über der Standardauflösung von 1 mm zu ermöglichen, müssten wir bei ansonsten gleichen Bedingungen 4096 (64 2 ) Mal so lange messen. Dies kann keinemMenschen zugemutet werden. Daher haben wir die Daten einerseits mit einem 7 T MRT, anstelle einer Feldstärke von 1,5 oder 3 T, akquiriert und an- dererseits den gleichen Proban- den insgesamt acht Mal über vie- le Tage verteilt jeweils circa eine Stunde gemessen. Anschließend wurden die Daten in einem von uns neu etablierten Verfahren ite- rativ zueinander registriert und der Mittelwert zur Steigerung des Signals des Rausch-Verhältnisses (SNR) gebildet. Bei dem Verfahren setzen Sie auf Echtzeit-Bewegungskor- rektur. Warum ist dies not- wendig? Ein üblicher Scan im MRT im klinischen Alltag ist selten länger als ein paar Minuten. Schon in dieser Zeit können die Bilder durch Bewegung so stark korrumpiert wer- den, dass eine Diagnose in bis zu 20 Prozent der Fälle erschwert wird oder nicht möglich ist. Selbst wenn die Bewegung nicht so gra- vierend ist, dass die Daten vollkommen unbrauchbar werden, reduziert jegliche Bewegung die sogenannte effektive Auflösung – die Bildda- ten sehen verschwommener aus, als sie sein könnten. Unsere er- fahrensten Probanden bewegen sich gerade einmal ein bis zwei Millimeter innerhalb einer Stun- de, aber selbst das wäre noch zu viel bei einer Auflösung von 250 μm. Daraus ergibt sich unmittel- bar die Notwendigkeit für „Ge- genmaßnahmen“, insbesondere wenn man scharfe Bilder bei ei- ner sehr hohen Auflösung errei- chen möchte. Durch die Echtzeit- Bewegungskorrektur können die Bilder so aufgenommen werden als hätte sich das Messobjekt, hier der Kopf, während der Messung nicht bewegt. Es wird sozusagen die Messung der Bewegung des Kopfes permanent nachgeführt. Die Darstellung ist 64 Mal höher aufgelöst als die neurowissen- schaftliche Standardauflösung und drei Mal höher als die höchste bis- her erzielte Auflösung in einemMa- gnetresonanztomographen (MRT). Welche neuen Erkenntnisse lassen sich aus diesen Bilddaten ziehen? Auch wenn wir mit einer solchen Auflösung versuchen, die Brücke zur Mikroskopie zu schlagen, sind wir noch deutlich von einer zel- lulären Auflösung entfernt. Der große Vorteil liegt jedoch darin, dass wir unsere Daten nicht inva- siv akquirieren können, womit wir in der Lage sind, aus dem leben- den Organismus Informationen zu gewinnen. Ein Forschungsschwer- punkt meiner Abteilung „Bio- medizinische Magnetresonanz“ und des Standorts Magdeburg ist beispielsweise die Untersuchung von neurodegenerativen Erkran- kungen. Diese Erkrankungen füh- ren schon Jahre bevor Symptome auftreten zu einer Degeneration Um zukünftig kleinste Verän- derungen des Gehirns besser untersuchen zu können, haben Forscher der Otto-von-Gueri- cke-Universität Magdeburg ein neues Verfahren entwickelt: In bisher nicht da gewesener Auf- lösung – 64 Mal höher als üblich – können die Gehirnstrukturen damit dargestellt werden. Mög- lich macht dies aber erst eine ausgeklügelte Echtzeit-Bewe- gungskorrektur. „Um die Auflö- sung von 250 μm gegenüber der Standardauflösung von 1 mm zu ermöglichen, müssten wir bei ansonsten gleichen Bedin- gungen 4096 (64 2 ) Mal so lange messen. Dies kann keinemMen- schen zugemutet werden“, er- läutert Professor Oliver Speck, Abteilung Biomedizinische Ma- gnetresonanz an der Universi- tät Magdeburg, im Gespräch mit DIEMESSE . Prof. Dr. rer. nat. habil. Oliver Speck, Biomedizinische Magnet- resonanz, Universität Magdeburg Foto: Universität Magdeburg MRT-Aufnahmen des Kleinhirns: links (a) mit neurowissenschaftlicher Standardauflösung von 1 mm, Mitte (b) mit der höchsten erreichten Auflösung von 0,25 mm, rechts (c) mit einer Auflösung von 0,5 mm Foto: Falk Lüsebrink / Universität Magdeburg Fortsetzung auf Seite 4 AN EVENT AN ORGANISATION BOOK A STAND AND SHOWCASE YOUR: parishealthcareweek.com E X H I B I T I O N S A N D C O N F E R E N C E S 29 • 31 MAY 2018 BUILDING Construction, Architecture, Engineering, Equipment EQUIPMENT Technical platform medical equipment and materials HOSPITALITY Accommodation, Logistics, Outsourcing of services CARE Technical aids, Care and medical equipment MANAGEMENT Consulting, Training, Financing, Services, Government agencies HEALTH-ITEXPO IT, Information systems, Digital health, e-Health innova tions TECHNOLOGIES SOLUTIO S N d equipment an PARIS HEALTHCARE WEEK