Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

PET-Bilder - scharf gemacht

20.12.2004


Skibrille mit Kugeln im Einsatz bei einer PET-Untersuchung.


Gehirnuntersuchung: Abbildung rechts mit Bewegungskorrektur, links ohne. Bilder von FZR


Scharfe Bilder aus dem Körperinneren helfen dem Arzt bei der Diagnose von Krankheiten. Bewegungen des Patienten bei der Untersuchung führen zu einer Verschlechterung der Bildqualität. Das moderne bildgebende Verfahren Positronen-Emissions-Tomographie (PET) verlangt relativ lange Aufnahmezeiten, weshalb gerade dieses Verfahren von der Problematik der Patientenbewegungen betroffen ist. Physiker im Forschungszentrum Rossendorf (FZR) machen mit einem intelligenten System PET-Bilder scharf und haben dafür am 16. Dezember den FZR-Technologiepreis 2004 erhalten.

... mehr zu:
»FZR »Messdaten »PET »PET-Bild »PET-Untersuchung

Bei Hirnuntersuchungen, die, je nach Fragestellung, zwischen mehreren Minuten und über eine Stunde dauern können kommt eine Skibrille zum Einsatz. Dabei sind hinter dem in der PET-Kamera liegenden Patienten zwei Infrarotkameras angebracht. Die Kameras senden Infrarotblitze in regelmäßigen Abständen von 20 Tausendstel Sekunden aus, die durch an der Skibrille angebrachte Kugeln reflektiert werden. Dieses reflektierte Licht wird von den Infrarotkameras erfasst und erlaubt die genaue Bestimmung der Kugeln und damit auch des Kopfes. Jede kleinste Bewegung des Kopfes kann so registriert werden.

Nun gilt es, diese Information in die Bearbeitung der Messdaten einfließen zu lassen. Dr. Paul Bühler und sein Team gingen hier einen aufwendigen, aber vielversprechenden Weg. Sie wollten die PET-Bilder nicht im Nachhinein korrigieren, sondern die Bewegungsinformation der Kameras direkt bei der Erstellung der Bilder mit den Messdaten verknüpfen. Ziel war es, so besonders scharfe Bilder zu erhalten, damit möglichst kleine Stoffwechselveränderungen sicher dargestellt werden können. Bei einer PET-Untersuchung fallen allerdings bis zu mehrere hundert Millionen registrierte Messwerte (Quantenpaare) an, die zu einem einzigen dreidimensionalen Bild umgerechnet werden. Jeder einzelne dieser Messwerte also wird bewegungskorrigiert, so dass schließlich ein scharfes Bild entsteht, in dem alle Bewegungen des Patienten herausgerechnet wurden. Die Physiker im PET-Zentrum Rossendorf haben damit eines der weltweit sensibelsten Korrektursysteme für PET-Bilder des Kopfes entwickelt.


Der Kopf ist ein in sich starres System, so dass sich die Bewegungsmessung mit der Skibrille hierfür hervorragend eignet. Man stelle sich nun aber den Brustraum vor, bei dem sich durch jede Atembewegung Verschiebungen ergeben, man also aus der Bewegung des Brustbeines nicht auf einfache Weise auf die Bewegung der Lungenspitzen schließen kann. Für die Bewegungsmessung bei PET-Untersuchungen des Brustraums wird ein spezieller Brustgurt mit integriertem Drucksensor eingesetzt. Dieser misst den Atemzyklus des untersuchten Patienten. Zur Korrektur der Bewegungen wird die Atemkurve dann in mehrere Intervalle unterteilt, wobei jedes dieser Intervalle für einen bestimmten Atemzustand steht. Die einzelnen Messdaten werden dann einem der Intervalle zugeordnet und die Bilder der entsprechenden Phasen der Atembewegung rekonstruiert. Damit erhält man mehrere scharfe Teilbilder, die anschließend nach Anwendung geeigneter Transformationen zu einem einzigen scharfen Bild zusammen addiert werden.

Der FZR-Technologiepreis ist mit 1.600 Euro dotiert. Er wurde am 16.12.2004 an Dr. Paul Bühler, Uwe Just und Jens Langner vom PET-Zentrum Rossendorf verliehen.

Informationen zur Positronen-Emissions-Tomographie (PET):

Die Positronen-Emissions-Tomographie ist ein modernes bildgebendes Verfahren, das ohne Operation Einblicke in das Körperinnere erlaubt. Anders als bei der Computer-Tomographie (CT) oder der Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) werden bei der PET nicht anatomische Eigenschaften abgebildet sondern Stoffwechselvorgänge. Deshalb ist die PET für die Diagnose von gewissen Stoffwechsel-, Tumor-, Herz- und Gehirnerkrankungen angezeigt. Dem Patienten wird eine radioaktiv markierte, biologische Substanz gespritzt, ein so genannter Tracer. Dieser Tracer nimmt auf natürliche Weise an den Stoffwechselprozessen teil, die man abbilden möchte. Dabei wird das Radionuklid mitgetragen und ist über seine Strahlung messbar. Die Radionuklide in der PET sind Positronen-Strahler mit kurzen Halbwertszeiten. Bei der Vereinigung des ausgestrahlten Positrons mit einem Elektron der Umgebung entstehen zwei Gammaquanten, die sich in einem Winkel von nahezu 180 Grad auseinander bewegen. Es sind diese Quantenpaare, die in der PET gemessen werden und damit Aufschluss über die räumliche Verteilung des Tracers im Körper liefern. Eine PET-Untersuchung entspricht übrigens in etwa der Strahlenbelastung einer Röntgenaufnahme des Brustkorbes.

Ansprechpartner im FZR:

Dr. Paul Bühler
Institut für Bioanorganische
und Radiopharmazeutische Chemie
Tel.: 0351 260 - 2622
Email: p.buehler @fz-rossendorf.de

Das Forschungszentrum Rossendorf (FZR) betreibt Grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung mit Photonen- und Teilchenstrahlen, wobei die Erforschung der Materie auf der Skala von Nanometern, der Schutz von Mensch und Umwelt vor technischen Risiken und der Einsatz bei Tumor- und Stoffwechselerkrankungen den Schwerpunkt bilden. Dazu werden 5 Großgeräte eingesetzt, die europaweit unikale Untersuchungsmöglichkeiten auch für auswärtige Nutzer bieten. Eines der Geräte befindet sich in Grenoble/Frankreich, das sechste Großgerät, das Hochfeldlabor Dresden, wird derzeit aufgebaut.

Das FZR ist mit ca. 550 Mitarbeitern das größte Institut der Leibniz-Gemeinschaft und verfügt über ein jährliches Budget von rund 56 Mill. Euro. Hinzu kommen etwa 8 Mill. Euro aus nationalen und europäischen Förderprojekten sowie aus Verträgen mit der Industrie. Die insgesamt 80 Leibniz-Institute (ab 1.1.2005: 82) in Deutschland betreiben anwendungsorientierte Grundlagenforschung im gesamtstaatlichen Interesse und werden deshalb von Bund und Ländern gemeinsam gefördert.

Dr. Christine Bohnet | idw
Weitere Informationen:
http://www.fz-rossendorf.de
http://www.wgl.de

Weitere Berichte zu: FZR Messdaten PET PET-Bild PET-Untersuchung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Startschuss für EU-Projekt: Charakterisierung der Schweißraupe für adaptives Laserauftragschweißen
15.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

nachricht Innovatives Verfahren zur Aufbereitung von Raps
08.11.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

500 Kommunikatoren zu Gast in Braunschweig

20.11.2017 | Veranstaltungen

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Künstliche neuronale Netze: 5-Achs-Fräsbearbeitung lernt, sich selbst zu optimieren

20.11.2017 | Informationstechnologie

Tonmineral bewässert Erdmantel von innen

20.11.2017 | Geowissenschaften

Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen

20.11.2017 | Biowissenschaften Chemie