Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weiterentwicklung der Kernspintomografie ...

20.12.2006
... gemeinsames Forschungsprojekt der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft und der Universität Mannheim

Gemeinsame Presseinformation der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft und der Universität Mannheim vom 20. Dezember 2006

Zu Beginn des Jahres 2007 werden die ersten Arbeiten innerhalb eines gemeinsamen Forschungsprojekts der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft und der Universität Mannheim zur Weiterentwicklung der Kernspintomografie aufgenommen, das vom Land Baden-Württemberg mit 180.000 Euro für die Laufzeit von zwei Jahren gefördert wird. Zwei Drittel der Fördersumme gehen an die Hochschule Karlsruhe, ein Drittel an die Universität Mannheim, die damit eine Doktorandenstelle finanziert.

Die Kernspintomografie als bildgebendes Magnetresonanz-Verfahren ist heute in der Medizin ein weit verbreitetes Diagnoseinstrument. Gegenüber der Röntgentechnik ermöglicht die Kernspintomografie auch die kontrastreiche Darstellung von weichen Körperteilen und Organen. Ihre Anwendung ist für die Patienten gesundheitlich unbedenklich. 2003 wurde die Zahl an Kernspintomografie-Untersuchungen auf weltweit 60 Millionen geschätzt. Allerdings lassen sich mit den heutigen Standardverfahren keine Bereiche darstellen, die über eine zu geringe Zahl an beweglichen Protonen verfügen, so beispielsweise die Knochen, Lunge oder andere mit Hohlräumen versehene Organe.

Diese Möglichkeit soll nun ein gemeinsamer Forschungsansatz zwischen der Hochschule Karlsruhe und der Universität Mannheim eröffnen. Diesen Organen und Körperteilen wird dabei polarisiertes Gas zugeführt. Die Dichte der Gase und die magnetische Polarisation der Atomkerne sind aber bei den in der Kernspintomografie üblichen magnetischen Feldstärken viel zu gering, um noch in einer für Patienten zumutbaren Untersuchungszeit aussagekräftige Messwerte zu erhalten. Über einen speziellen Laser lassen sich jedoch bestimmte Atomkerne durch optische Anregung der Elektronen um mehr als das 10.000-fache polarisieren - die so genannte Hyperpolarisation. Besonders geeignet ist hiefür der Einsatz des Edelgases Xenon. Dieses Verfahren führt bereits nach kurzen Untersuchungszeiten zu verwertbaren Messergebnissen - eine wesentliche Voraussetzung für den späteren Einsatz eines solchen Systems als Diagnoseinstrument in der Medizintechnik.

Die biologische Verträglichkeit von Xenon ist ausgesprochen hoch, so könnte es ein Patient bei einer Lungenuntersuchung einfach inhalieren. Xenon eignet sich theoretisch auch für die Untersuchung anderer Organe wie beispielsweise des Magen-Darm-Trakts oder zur Diagnose von Magengeschwüren. Eine weitere Anwendung ist in der Dentalmedizin denkbar: Zur Durchführung von Magnetresonanz-Untersuchungen könnten hier die Zähne mit Xenon begast werden, um kariöse Veränderungen abzubilden. Für andere Körperbereiche und Organe wie beispielsweise bei Herzuntersuchungen könnte polarisiertes Xenon auch in gelöster Form quasi als Kontrastmittel eingesetzt werden.

Zur Durchführung des Forschungsprojekts steht der Hochschule Karlsruhe dank der Unterstützung des Unternehmens Bruker ein eigener Kernspintomograf zur Verfügung. Unter Leitung von Dr. Dieter Höpfel, Prorektor der Hochschule und Professor an der Fakultät für Elektro- und Informationstechnik, wird dieser mit Unterstützung der Arbeitsgruppe von Privatdozent Dr. Stephan Appelt am Forschungszentrum Jülich, von dem grundlegende Arbeiten zur Xenon-Hyperpolarisation durchgeführt wurden, mit einer von seiner Arbeitsgruppe entwickelten Xenon-Hyperpolarisationsanlage kombiniert und optimiert, was die Entwicklung von geeigneten Hochfrequenzspulen mit einschließt. In der Folge werden dann an der Hochschule Karlsruhe Messmethoden unter Beteiligung von Wissenschaftlern der Universität Mannheim entwickelt. Parallel zu den Arbeiten in Karlsruhe werden am Institut für Computerunterstützte Medizin (ICM) der Universität Mannheim unter Leitung von Prof. Dr. Reinhard Männer und Dr. Daniel Gembris messtechnische Methoden zur Quantifizierung und Verteilung des Xenon-Gases sowie zum Gasaustausch zwischen Luft und Gewebe entwickelt. Zudem werden am Institut auch die bildgebenden Verfahren für das neue System angepasst und optimiert. Ein wesentlicher Punkt ist dabei das Entrauschen der Bilddaten, denn erfahrungsgemäß sind die Primärdaten mit Fremd- und Störsignalen aus der Umgebung stark verrauscht, was die Bildqualität außerordentlich beeinträchtigt. Durch den Einsatz modernster Methoden der Signalverarbeitung und auf der Basis mathematischer Modelle werden am ICM daher computergestützte Verfahren entwickelt, um dieses Rauschen innerhalb des Bildmaterials weitestgehend zu unterdrücken.

"Das Resultat unserer Forschungsarbeit", so Prorektor Prof. Dr. Dieter Höpfel, "soll ein neues, klinisch anwendbares Kernspintomografie-System zur Abbildung von inneren Organen und Körperteilen sein, die über bisherige Magnetresonanz-Verfahren nicht dargestellt werden konnten. Dem Einsatz der Kernspintomografie in der Medizintechnik könnten wir damit völlig neue Möglichkeiten eröffnen, die durch die Verbesserung der Diagnosemöglichkeiten Ärzten und Patienten zugute kämen und für die große Marktpotenziale bestehen."

Professor Dr. Dr. h. c. Klaus van Ackern, Dekan der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg, hält die potentielle Verbesserung der Bildgebung bei bislang nur schwer zugänglichen Organen wie z. B. der Lunge, für außerordentlich viel versprechend. In seiner Eigenschaft als erfahrener Intensivmediziner weist er darauf hin, dass gerade auf diesem Gebiet die Veränderungen der Lunge eine entscheidende Rolle spielen. Hier kann dieses innovative, neue Verfahren ein entscheidender Schritt zur frühen Diagnose und zur Therapieüberwachung bedeuten. Damit könnten auf dem Gebiet der Intensivmedizin wesentlich schneller lebensbedrohliche Erkrankungen diagnostiziert und besser behandelt werden.

Kontakt:
Prof. Dr. Dieter Höpfel
Prorektor für Studium und Lehre
Hochschule Karlsruhe
Technik und Wirtschaft
Moltkestraße 30
76133 Karlsruhe
Tel.: 0721/925-1044
Dr. Daniel Gembris
Institut für Computerunterstützte Medizin (ICM)
Universität Mannheim
B6, 23-29B
68131 Mannheim
Tel.: 0621/181-2656

Holger Gust M.A | idw
Weitere Informationen:
http://www.hs-karlsruhe.de/servlet/PB/menu/1043290/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Premiere einer verblüffenden Technik
23.05.2017 | Deutsches Herzzentrum Berlin

nachricht Radioembolisation: Beim Leberkrebs mehr als nur eine Alternative!
22.05.2017 | Deutsche Röntgengesellschaft e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie