Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Ultraschallbildgebung weiterentwickelt: VDE-Promotionspreis 2013 für RUB-Absolventin

28.11.2013
Mikrobläschen zählen
VDE-Promotionspreis 2013 für RUB-Absolventin
Molekulare Ultraschallbildgebung weiterentwickelt

Wenn kleinste Gasbläschen im Körper Aufschluss über Krankheiten liefern sollen, ist äußerste Präzision gefragt. Dr.-Ing. Monica Siepmann hat am Lehrstuhl für Medizintechnik der Ruhr-Universität Bochum ein Verfahren entwickelt, um die Aussagekraft von neuartigen Kontrastmitteln mit Mikrobläschen für die Ultraschallbildgebung zu verbessern. Ihre besondere Leistung würdigte der VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik) am 27. November 2013 mit einem Preis.

Bildgebung auf molekularer Ebene

„Die Mikrobläschen ‚docken’ sich an krankheitsspezifische Rezeptoren der Blutgefäßwände an“, sagt Monica Siepman. „Wer also weiß, wie viele Bläschen sich wo anlagern, weiß auch, wie viele Rezeptoren es dort gibt“. Diese Erkenntnis erlaubt es wiederum, Krankheitsverläufe und Therapierfolge auf molekularer Ebene genau zu beobachten. So können zum Beispiel bösartige Tumore durch angelagerte Kontrastmittel besser sichtbar gemacht werden. Die 30-Jährige beschreibt in ihrer Doktorarbeit einen Weg, um die Gasbläschen mit einem Durchmesser von nur wenigen Mikrometern exakt zu zählen.

Kontrastmittel und Hintergrund schwer zu trennen

Um die Bläschen erstmals quantifizieren zu können, entschied sie sich für eine altbewährte Technik, den Doppler-Modus. Durch die Ultraschallpulse zerbrechen die Gasbläschen des Kontrastmittels. Der Doppler-Modus interpretiert die Signale, die dabei entstehen, als Bewegung und bildet sie ab. „Die zentrale Herausforderung bestand aber darin, zwischen Kontrastmittel und dem Hintergrund in der Abbildung, also Blutgefäßen und Gewebebewegungen, zu unterscheiden.“

Zu diesem Zweck nutzte Monica Siepmann die Phasenverschiebung im Ultraschallsignal. Zerbrechende Mikrobläschen bewirken eine chaotischere und größere Phasenverschiebung als das Hintergrundrauschen. Die Bochumer Medizintechnikerin entwickelte ein passendes statistisches Signalmodell, mit dessen Hilfe sich Kontrastmittel und Hintergrundsignale deutlich besser als bisher trennen lassen. Das neue Verfahren erprobte sie anschließend auf einem klinischen Ultraschallsystem.

Akzeptanz und Weiterentwicklung

Wichtig für die Akzeptanz dieser neuen Technologie sei sicherlich die weitverbreitete Verfügbarkeit von Ultraschallgeräten: „Ohne zusätzliche Hardware und mit der einfachen Handhabung ist es durchaus realistisch, den technischen Ansatz aus der Testphase in den Alltag von Klinken und Praxen zu bringen“, so Monica Siepmann. An der Entwicklung und Zulassung entsprechender molekularer Kontrastmittel wird bereits gearbeitet. Gut vorstellbar sei auch, die jetzt gewonnenen Erkenntnisse zusätzlich mit einer Durchblutungsmessung einzelner Gefäße zu kombinieren. So könne man in einem weiteren Schritt sowohl molekulare als auch funktionale Informationen gewinnen.

Über den Preis und die Preisträgerin

Dr.-Ing. Monica Siepmann studierte Elektrotechnik und Informationstechnik und promovierte anschließend am Lehrstuhl für Medizintechnik der Ruhr-Universität Bochum zum Thema „Quantitative Molecular Ultrasound Imaging“ in einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt. Der Bezirksverband Rhein-Ruhr und die Landesvertretung NRW des VDE stiften seit 1993 jährlich den Promotionspreis für Wissenschaftler der Universitäten/Hochschulen Aachen, Bochum, Duisburg-Essen, Dortmund, Hagen, Paderborn, Siegen und Wuppertal für besondere Promotionsleistungen in den Bereichen der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik, Informatik und ergänzender Technologien und Wissenschaften.

Weitere Informationen

Prof. Dr.-Ing. Georg Schmitz, Lehrstuhl für Medizintechnik, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Ruhr-Universität Bochum, Tel. 0234/32-27573, E-Mail:

georg.schmitz@rub.de

Meike Klinck, Marketing und Public Relations, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der RUB, Tel. 0234/32-22720, E-Mail: meike.klinck@rub.de

Jens Wylkop | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht »Die Oberfläche 2018« – Fünf Nominierungen gehen in die Endrunde
18.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht DFG fördert Entwicklung innovativer Forschungssoftware an der Universität Bremen
17.05.2018 | Universität Bremen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics