aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

Fachsitzungen
– Haupt- und Fachvorträge –
ST 1 Biomedizinische Bildgebung I
Zeit: Montag 11:00–12:30 Raum: HS 129
Hauptvortrag ST 1.1 Mo 11:00 HS 129
Technologie, Algorithmen und Trends der klinischen CT —
•Marc Kachelriess — Institut fuer Medizinische Physik (IMP), Krankenhausstr.
12, 91054 Erlangen
Unter Computertomograpghie (CT) stellt man sich weitläufig noch
die klassische Schnittbildgebung, das ist die Aufnahme einzelner, separat
akquirierter zweidimensionaler Schichten, vor: Um den Patienten rotiert
ein System aus Röhre und Detektor und nach Akquisition einer Schicht
wird der Patient ein Stueck weitergefahren, um ein komplettes Volumen
zu scannen. Dies entspricht aber schon lange nicht mehr dem Stand
der Technik. Zwar besteht ein CT-Scanner heute noch immer aus einem
Röntgenfokus mit gegenüberliegendem Detektorarray, aber die Step-and-
Shoot-Technik ist seit der Einführung des Spiral-CT in den 90-er Jahren,
bei der der Patient während der Messung kontinuierlich durch die
Gantry gefahren wird, veraltet. Die Vorteile der erstmals durch die Spiraltrajektorie
realisierten echten 3D - Akquisition sind enorm. Nicht nur
die Bildqualität wurde verbessert sondern völlig neue Anwendungen, wie
beispielsweise die CT- Angiographie und die Cardio-CT, sind entstanden.
Mit der Einführung von Mehrschicht- Spiral-CT- Scannern ist vor wenigen
Jahren ein weiterer Schritt in Richtung echter 3D-Akquisition gelungen.
Neben einer Einführung in die Gerätetechnik werden algorithmische
Aspekte der Bildrekonstruktion behandelt. Schwerpunkte sind hierbei die
Kegelstrahl-Bildrekonstruktion, sowie die phasenkorrelierte Bildgebung
quasiperiodisch bewegter Objekte.
Hauptvortrag ST 1.2 Mo 11:30 HS 129
Magnetresonanztomographie: Ein Werkzeug für Diagnostik
und Therapie — •Michael Bock 1 , Sven Zühlsdorff 1 , Steffen
Volz 1 , Reiner Umathum 1 , Hendrik Zimmermann 1 , Sven
Müller 1 , Christian Fink 1 , Peter Hallscheidt 2 , Wolfgang
Nitz 3 und Wolfhard Semmler 1 — 1 Deutsches Krebsforschungszentrum
(dkfz), Im Neuenheimer Feld 280, 69120 Heidelberg —
2 Universität Heidelberg, Abt. Radiodiagnostik — 3 Siemens Medical
Solutions, Erlangen
Die Magnetresonanz-(MR)-tomographie ist aufgrund ihres exzellenten
ST 2 Biomedizinische Bildgebung II
Weichteilkontrastes, des Fehlens ionisierender Strahlung sowie der
Möglichkeit, funktionelle Untersuchungen durchzuführen, besonders gut
geeignet, um Erkrankungen der weichen Gewebe zu diagnostizieren
und um minimal-invasive Eingriffe mit Kathetern oder Nadeln zu
überwachen.
In diesem Vortrag sollen neuere Techniken für MR-geführte intravasale
Interventionen vorgestellt werden. Um die in der MR nicht sichtbaren
Operationsinstrumente zu lokalisieren, wurden Hochfrequenzspulen
an Kathetern angebracht. Die aktuelle Position der Instrumente, die
sich in wenigen Millisekunden bestimmen läßt, wurde dazu verwendet,
die MR-Meßschicht mit dem Katheter mitzuführen. Interaktiv schaltbare
Schichtorientierungen und Bildkontraste erlaubten bei Bildraten von 3
Hz die Platzierung von Kathetern in Gefäßen, so dass abdominelle Gefäße
dargestellt und Nierengewebe embolisiert werden konnten.
Hauptvortrag ST 1.3 Mo 12:00 HS 129
Biologische Bildgebung mit PET: Grundlagen und neue Entwicklungen
— •Sibylle Ziegler — Nuklearmedizinische Klinik, Klinikum
rechts der Isar der Technischen Universität München
Die Positronenemissionstomographie (PET) ist ein nuklearmedizinisches
Schnittbildverfahren zur quantitativen Darstellung physiologischer
Vorgänge. Sie basiert auf dem Nachweis geringster Mengen mit Positronenstrahlern
markierter biologischer Substanzen. Die Detektion der Vernichtungsstrahlung
erfolgt mittels in Koinzidenz geschalteter, ringförmig
angeordneter Szintillationsdetektoren, wie sie in der Kernphysik entwickelt
wurden. Auflösung und Empfindlichkeit der Geräte werden durch
neue Entwicklungen in der Detektortechnologie verbessert. Dies sind vor
allem neue, lichtstarke und schnelle Szintillationskristalle wie LSO(Ce)
und GSO(Ce), von denen kleine Elemente innerhalb dicht gepackter Matrizen
mit Hilfe von intelligenten Lichtauslese-Schemata (Photomultipliergruppen
oder ortsempfindliche Photomultiplier) identifiziert werden.
Die Entwicklung eines speziellen Positronentomographen basierend auf
der Auslese von LSO-Kristallen mit Lawinenphotodioden für die hochauflösende
Bildgebung an kleinen Tieren, stellt ein Beispiel dieser Anstrengungen
dar.
Zeit: Montag 14:00–15:45 Raum: HS 129
Fachvortrag ST 2.1 Mo 14:00 HS 129
Multiskalen-Analyse in Anwendung auf dynamische Kernspintomographie
— •Birgit Lessmann 1 , Tim W. Nattkemper 2
und Andreas Degenhard 1 — 1 Theoretische Physik, Fakultät für
Physik, Universität Bielefeld, Universitätsstraße 25, 33615 Bielefeld
— 2 Angewandte Neuroinformatik, Technische Fakultät, Universität
Bielefeld, Universitätsstraße 25, 33615 Bielefeld
In der klinischen Früherkennung und Diagnostik von weiblichem Brustkrebs
hat sich die Magnet-Resonanz-Tomographie (Kernspintomographie)
als äußerst wertvolle Bildgebungstechnik etabliert. Aktuell entwickelt
dieses Verfahren ein besonders hohes Potential in der Kombination
mit der Injektion eines Kontrastmittels (dynamische MRT). Über die
Auswertung einer zeitlich aufgelösten Bildsequenz kann die Dynamik des
Signals erfaßt werden und beispielsweise durch pharmakokinetische Modelle
beschrieben werden. In der aktuellen Forschung wird derzeit mit
unterschiedlichen Verfahren untersucht in wie weit das zeitliche Verhalten
zur Klassifizierung des Tumors beitragen kann.
Ziel unserer Arbeit ist es, mittels der sog. Multiskalen-Analyse die
durch die dynamische Kernspintomographie erhaltenen Daten zu analysieren.
Hierbei sollen morphologische und zeitliche Charakteristika der
Tumore untersucht werden und eine computerunterstützte Analyse der
MRT-Daten ermöglicht. Diese Merkmalsvektoren sollen es ermöglichen,
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Tumore besser zu erkennen sowie zwischen bösartigen und gutartigen Tumoren
zu unterscheiden. Das mathematische Hilfsmittel dieser Multiskalenanalyse
sind im vorliegenden Fall Wavelet-Systeme, deren Anwendung
auch in der medizinischen Physik derzeit intensiv erforscht wird.
Fachvortrag ST 2.2 Mo 14:15 HS 129
Gase als neue Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie
(MRT) der Lunge — •Wolfgang Schreiber — Klinik für
Radiologie / Medizinische Physik, Universitätsklinikum Mainz
Das Signal-Rausch-Verhältnis in der MRT der Lunge ist neben der
Spindichte abhängig von der Polarisation der Gase, sowie von der Anzahl
der Signalmittelungen. Basierend auf diesem Zusammenhang konnten
in den letzten Jahren neue Messverfahren zur direkten Darstellung
der Belüftung der Lunge entwickelt werden.
Fluorinierte Gase wie Schwefelhexafluorid besitzen mehrere Fluoratome,
die mittels 19 F-MRT nachgewiesen werden können. Darüber hinaus
ermöglicht die extrem kurze T1-Relaxationszeit dieser Gase (wenige
Millisekunden) die schnelle Wiederholung der MRT-Messung. Durch den
Einsatz leistungsfähiger Gradientensysteme gelingt es so mittlerweile, innerhalb
weniger Sekunden ein Bild der Gasverteilung in der Lunge zu
generieren.
Während bei dem beschriebenen Ansatz die thermische Polarisation