Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Strukturadaptives Glättungsverfahren: Selbstversuch mit Hirn

16.07.2008
Dr. Karsten Tabelow, Mitarbeiter am Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS) und Mitglied im DFG-Forschungszentrum MATHEON in Berlin, glättet medizinische Bilddaten mit neuartigen Methoden. Jetzt hat er sich einem Selbstversuch unterzogen.

Wer kennt sie nicht, die beeindruckenden und unglaublichen Geschichten von Wissenschaftlern, die im Dienst ihrer Forschung auch vor Selbstversuchen nicht zurückschrecken. In der Realität laufen solche Selbstversuche heute sehr viel undramatischer ab als in den bekannten Filmen. Auch bei dem Experiment, dem sich Dr. Karsten Tabelow jetzt unterzog, bestand nie die Gefahr, dass er sich in ein Wesen aus halb Mensch, halb Fliege verwandeln wird.

Karsten Tabelow arbeitet am Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS) und ist Mitglied im DFG-Forschungszentrum MATHEON in Berlin. Im Rahmen des Projektes "Image and signal processing in medicine and biosciences" des MATHEON entwickelt er neuartige mathematische Methoden zur Auswertung bildgebender Verfahren wie der MRT. Damit sollen die erzielten Bilder beispielsweise des menschlichen Gehirns verbessert und so die therapeutischen Möglichkeiten erweitert werden.

"Eines unserer Probleme ist, dass der Wunsch nach einer höheren Auflösung mit einer Absenkung des so genannten Signal-Rauschverhältnisses (SNR) verbunden ist. Kurz gesagt, die Bilder werden deutlich schlechter. Dies wiederum hat einen negativen Einfluss auf die medizinische Diagnostik", sagt Tabelow. Daher ist es sein Ziel, neuartige Methoden zur Bearbeitung der Bilder zu entwickeln.

Bisher wird zur Erhöhung der SNR oft mit nichtadaptiven Glättungsverfahren gearbeitet. Damit kann zwar die Bildqualität erhöht werden, die effektive Auflösung aber wird geringer. Feine Details und Ränder gehen verloren, weil diese Methode einzelne lokale Gegebenheiten nicht berücksichtigen kann. Mit dem von ihm und seinen Kollegen entwickelten strukturadaptiven Glättungsverfahren ist Tabelow nun in der Lage, das SNR zu verbessern und gleichzeitig Form und Ausdehnung relevanter Strukturen zu erhalten. "Hierfür bestimmen wir im Vorfeld spezielle Eigenschaften der Daten, die für den Aufnahmeprozess charakteristisch sind. Danach erstellen wir ein passendes Modell, welches die lokalen Gegebenheiten berücksichtigt.", schildert er. Damit kann Dr. Tabelow das Rauschen aus den Aufnahmen entfernen, ohne die Strukturen zu zerstören. "Unser Verfahren lässt sich beispielsweise auch für Digitalkameras bei Fotos unter schlechten Lichtverhältnissen anwenden", sagt Karsten Tabelow.

"Aber wir haben die optimale Modellierung noch lange nicht erreicht", begründet Tabelow seinen Selbstversuch am Weill Medical College der Cornell-Universität in New York (USA). Dabei setzte er sich über ein paar Tage im Scanner jeweils 10 Minuten einem starken visuellen Stimulus aus, der bestimmte Regionen im Hirn zu Aktivierungen anregt. Die anstrengenden Sessions dauerten teilweise bis zu zwei Stunden. Mit dem Ergebnis ist Karsten Tabelow sehr zufrieden, "auch wenn wir nicht ganz so erfolgreich waren, wie wir gehofft hatten. Aber wir haben viele neue Messdaten und Ergebnisse gewonnen, die den richtigen Ansatz unserer Methoden zum einen bestätigen und sicherlich zu großen Fortschritten in den nächsten Monaten führen werden", so Karsten Tabelow. Sicher ist er sich aber auch, dass dieses nicht der letzte Selbstversuch war, dem er sich unterziehen wird.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:

Dr. Karsten Tabelow, Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik (WIAS), Tel.: 030 20372-564, Email: tabelow@wias-berlin.de
oder an:
Rudolf Kellermann, DFG-Forschungszentrum MATHEON, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Tel.: 030 314-29274, Email: kellermann@matheon.de

Rudolf Kellermann | idw
Weitere Informationen:
http://www.matheon.de
http://www.wias-berlin.de
http://www.wias-berlin.de/people/tabelow/

Weitere Berichte zu: DFG-Forschungszentrum Glättungsverfahren SNR WIAS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt
17.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Vorhersagen bestätigt: Schwere Elemente bei Neutronensternverschmelzungen nachgewiesen
17.10.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz