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Bilder in den Kopf bringen

27.01.2006


Magnetresonanztomographen sind nicht nur in der Lage, Schnittbilder des menschlichen Körpers zu liefern, sondern auch dem Gehirn zuzusehen, wie es verschiedene Aufgaben bewältigt. Ein optisches Projektionssystem übermittelt dem Probanden dafür Bilder in die Röhre.


Das kompakte Design des optischen Projektionssystems gewährleistet, dass die Probandin in der engen Tomographenröhre für die Hirnforschung fernsehen kann. © NordicNeuroLab



Eine faszinierende Methode, dem lebenden Gehirn dabei zuzusehen, wie es denkt, fühlt oder Bewegungen steuert, ist die funktionelle Magnetresonanztomographie fMRT. Soll etwa untersucht werden, auf welche Weise ein Mensch Seheindrücke verarbeitet, so zeigen ihm Ärzte in der Röhre eines solchen Tomographen verschiedene Bilder. Während er sie betrachtet, nimmt das Gerät Schnittbilder des Gehirns auf. Zusätzlich zur konventionellen MRT misst das Gerät die neuronale Aktivität über die örtlich und zeitlich veränderliche Sauerstoffkonzentration in Blut und Gewebe. Nach einer Computerauswertung erhält man die bekannten Bilder, in denen Farben anzeigen, wie sehr die grauen Zellen in den verschiedenen Arealen gerade beschäftigt sind.



Eine Crux besteht jedoch darin, dass das Bedienpersonal dem zu untersuchenden Menschen nicht einfach Fotos in die sehr eng Röhre reichen kann. Weiterhin darf sich der Untersuchte auch nicht bewegen, da dies die Messergebnisse verfälschen würde. Daher kommen die Bilder über ein Projektionssystem zu ihm. Dieses muss nicht nur sehr kompakt sein, es darf auch keine ferromagnetischen Materialien wie Eisen enthalten, denn sie würden die Messungen stören. Es eignen sich darüber hinaus nur Displays, die von Magnetfeldern möglichst wenig beeinflusst werden. Wer schon einmal einen Magneten an eine Bildröhre gehalten hat, kennt den Effekt: Das Bild wird verzerrt.

Ein Projektionssystem für diesen Einsatz haben Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena entwickelt. Dafür setzten sie Mikrodisplays aus selbstleuchtenden organischen Leuchtdioden ein. Da es Okulare für beide Augen besitzt, kann im Tomographen sogar untersucht werden, wie Menschen räumlich sehen. Zudem kann über das Okularsystem beobachtet werden, wohin der Proband im Bild gerade blickt. Dies ermöglicht weitere Rückschlüsse für neurologische Untersuchungen. Gebaut wird das komplette System vom Auftraggeber, dem Unternehmen NordicNeuroLab im norwegischen Bergen. "Projektionssysteme für die Medizintechnik, aber auch solche für die Darstellung virtueller Realität werden immer mehr benötigt", weiß Stefan Riehemann von der IOF-Abteilung Optische Systeme. "Wir konzipieren oft solche Spezialsysteme - besonders für Bereiche, in denen kein konventionelles Gerät eingesetzt werden kann." Für ihre Applikationen setzen die Forscher vom IOF verschiedene Typen von Mikrodisplays ein. Diese basieren neben organischen Leuchtdioden (OLED) auf Flüssigkristallen oder Mikrospiegeln.

Ansprechpartner:
Dr. Stefan Riehemann
Telefon: 0 36 41 /8 07-2 36, Fax: -6 02
stefan.riehemann@iof.fraunhofer.de

Dr. Martin Palme
Telefon: 0 36 41 / 8 07-2 18
martin.palme@iof.fraunhofer.de

Dr. Johannes Ehrlenspiel | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.nordicneurolab.com
http://www.iof.fraunhofer.de/departments/optical-systems/system-simulation/index_d.html

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