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 Schnell, präzise, aber nicht kalt
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Neues Laserstrahl-Schweißverfahren des Fraunhofer IWS erlangt die Zertifizierung der DNV GL
16.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

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....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften