aktualisiertes pdf - DPG-Tagungen

(ca. 10 −5 ) der 19 F-Atome genutzt wird, kann bei einem alternativen Verfahren
die Polarisation von 3 He-Atomen durch vorheriges optisches Pumpen
auf bis zu 0,8 erhöht werden. Durch Beimischung von hochpolarisiertem
3 He zum Atemgas kann so die Belüftung der Lunge am Patienten
mit einer Auflösung von 9 MRT-Bildern/Sekunde erfasst werden.
Fachvortrag ST 2.3 Mo 14:30 HS 129
Nicht-invasive Untersuchung des Lipidstoffwechsels der
menschlichen Skelettmuskulatur mittels volumenselektiver
Protonen NMR-Spektroskopie — •Jürgen Machann und Fritz
Schick — Sektion für Experimentelle Radiologie, Hoppe-Seyler-Str. 3,
72076 Tübingen
Die 1 H-NMR-Spektroskopie ermöglicht eine sensitive Bestimmung gering
konzentrierter Stoffwechsel-Metaboliten aus beliebigen Volumina
von wenigen cm 3 , die mit bildgebenden Methoden nicht erfasst werden
können. Die quantitative Bestimmung muskulärer Lipide in den
Spektren ist erschwert, da weitere Fettsignale aus Gewebekopartimenten
mit anderer Suszeptibilität in den Spektren auftreten und separiert
werden müssen. Alle spektroskopischen Untersuchungen wurden an einem
1,5 T Magnetom Vision (Fa. Siemens) durchgeführt. Zur Volumenselektion
wurde ein optimiertes STEAM-Verfahren mit kurzer Echozeit
(TE = 10 ms) eingesetzt. Bei 120 untersuchten Probanden ergaben
sich interessante Ergebnisse: der Fettgehalt der Muskelzellen ist sowohl
bei Personen mit eingeschränkter Insulinsensitivität (als Vorstufe eines
Diabetes) als auch bei trainierten Sportlern erhöht. Interventionsstudien
(Ernährungsumstellung, Sport) zeigen eine schnelle Regulation dieser
”‘Brennstoffe”’ der Muskelzellen.
Fachvortrag ST 2.4 Mo 14:45 HS 129
Zugang zur Molekulardynamik in vivo durch Analyse der Hyperfeinstruktur
in 1 H-NMR-Spektren der Wadenmuskulatur —
•Leif Schröder und Peter Bachert — Deutsches Krebsforschungszentrum
(dkfz), Heidelberg
Die direkte Wechselwirkung zweier magnetischer Momente tritt in elementarer
Weise in Form der Hyperfeinstruktur (HFS) des Wasserstoff-
Spektrums im Bereich der niederenergetischen Radio-Strahlung auf. Dieses
Elektron-Proton-System stellt das Prinzip der 133 Cs-Atomuhr dar.
Durch Anwendung der Theorie auf das Problem der dipolaren Spin-Spin-
Kopplung zweier molekular gebundener Protonen erhält man eine modifizierte
Breit-Rabi-Gleichung, die den Übergang des Spin-Systems vom
Zeeman- zum Paschen-Back-Effekt beschreibt. Mit Hilfe dieser Gleichung
und Analyse hochaufgelöster In-vivo- 1 H-NMR-Spektren vom menschlichen
Wadenmuskel ließ sich erstmals die Existenz einer residualen dipolaren
Kopplung der Ringprotonen des endogenen Metaboliten Carnosin
nachweisen. Dabei wird das Prinzip der Atomuhr − Anregung eines definiert
gestimmten Resonators − umgekehrt angewendet: Die breitbandige
Anregung ergibt die zu bestimmenden Eigenfrequenzen des molekularen
Resonators. Da diese im Gegensatz zur HFS nicht nur vom externen
Magnetfeld, sondern auch von der Molekulardynamik abhängen, konnte
zusätzliche Information über die Reorientierungsbewegung des Moleküls
gewonnen und mit den Daten von Phosphokreatin und Taurin verglichen
werden.
Fachvortrag ST 2.5 Mo 15:00 HS 129
Induktiv gekoppelte Spulen zur Untersuchung kleiner Tiere und
Objekte in kommerziellen Ganzkörper-Kernspintomographen
— •Hansjörg Graf, Petros Martirosian und Fritz Schick —
Sektion für Experimentelle Radiologie der Eberhard-Karls-Universität
Tübingen
In der medizinischen Grundlagenforschung spielen Experimente an
Kleintieren eine wachsende Rolle. Die Bedingungen für deren Untersuchung
in Ganzkörper-Kernspintomographen, die für Untersuchungen am
ST 3 Biomedizinische Bildgebung III
Menschen bestimmt sind, soll durch Verwendung rein induktiv koppelnder
Nachweisspulen optimiert werden. In die Untersuchungsöffnung des
Tomographen wird ein Schwingkreis aus Kondensator und Solenoidspule
(rein passiv) eingebracht, wobei sich das zu untersuchende Objekt
im Spuleninneren befindet und der Schwingkreis auf die Resonanzfrequenz
des Tomographen abgestimmt ist. Neben der Verstärkung des eingestrahlten
Hochfrequenzfeldes im Spuleninneren ist eine entsprechende
Verstärkung des Signals der Probe aus dem Spuleninneren zu erwarten.
Der Signalgewinn kann bei den kleineren Objekten direkt dazu benutzt
werden, die räumliche Auflösung zu erhöhen. Ohne wesentliche Erhöhung
der Messzeit wird das notwendige Signal- zu Rauschverhältnis erreicht
für aussagekräftige MR-Bilder kleiner Objekte. Die Solenoide lassen sich
für ideal objekt-angpassten Signalnachweis schnell und einfach in jeder
Größe herstellen.
Fachvortrag ST 2.6 Mo 15:15 HS 129
Ein Faraday-Effekt-Positionssensor fuer die interventionelle
Magnetresonanztomographie — •Michael Bock, Reiner
Umathum, Jana Sikora und Wolfhard Semmler — Deutsches
Krebsforschungszentrum, Im Neuenheimer Feld 280, 69120 Heidelberg
In der interventionellen Magnetresonanz (MR)-Tomographie werden
Operationsinstrumente zur Lokalisierung mit Hochfrequenzspulen
bestückt, deren Zuleitungen sich waehrend der MR-Bildgebung stark erwaermen
koennen. Um diese Erwärmung zu vermeiden, haben wir einen
Positionssensor ohne leitende Strukturen entwickelt, dessen Messprinzip
auf dem Faraday-Effekt beruht. Der Sensor misst die lokale Magnetfeldstaerke
innerhalb des MR-Tomographen, die mit Hilfe von räumlich variierenden
Magnetfeldern, den Gradienten, so moduliert wird, dass die
Position des Sensors berechnet werden kann. Um die geringe Signalmodulation
durch die Gradienten detektieren zu koennen, wird das vom
Sensor transmittierte Licht mit einem Lock-in Verstärker nachgewiesen.
In Experimenten mit einem Sensorprototypen wurde eine Ortsgenauigkeit
von 1,5 cm erreicht.
Fachvortrag ST 2.7 Mo 15:30 HS 129
Monte Carlo based 3D iterative reconstruction for high resolution
positron emission tomography — •Magdalena Rafezas 1 ,
Melanie Dietz 1 , Brygida Mosler 1 , Markus Poegl 2 , Alexandros
Stamatakis 2 , and Sibylle Ziegler 1 — 1 Nuklearmedizinische
Klinik und Poliklinik, Klinikum rechts der Isar der TU Muenchen,
Ismaningerstr. 22, 81675 Muenchen — 2 Institut fuer Informatik, TU
Muenchen, Boltzmannstr. 3, 85748 Garching b. Muenchen
Aim: Our goal was to calculate the system matrix P for 3D iterative
image reconstruction for the small animal PET scanner MADPET-II using
Monte Carlo (MC) simulations. The final purpose was to reconstruct
a large field-of-view without compromising spatial resolution. A further
objective was to study the feasability of using a database for handling
the simulated data and P. Methods: We described MADPET-II in MC
code. To calulate P we simulated a radioactive cylinder filling the scanner.
The symmetries of the system allowed us to improve the statistical
quantity P (Psym). For reconstruction the algorithm MLEM was implemented.
Results: A total of 2.2 x 10**8 simulated events gave rise to P
having N (non-zero elements)= 1.6x10**8 (1.2 GB of disk space). For P
sym, N=8.0x10**8 (1.9GB). the transaxial resolution (FWHM) was 1.0
mm (r=0 mm) and 2.0 mm at 30 mm. When using Psym, the latter was
improved to 1.4 mm. The reconstructed images showed a good contrast
recovery and good SNR. Conclusions: 3D statistical iterative reconstruction
using a MC based martix is feasable. DB2 has proved to be very
practical framework to manage the large amounts of MC simulated data.
The use of symmetries increased the accuracy of P and improved image
quality.
Zeit: Montag 16:30–17:00 Raum: HS 129
Fachvortrag ST 3.1 Mo 16:30 HS 129
4D Computed Tomography for Treatment Planning — •Eike
Rietzel and George Chen — Massachusetts General Hospital, Department
of Radiation Oncology, 30 Fruit St, Boston, MA, 02114, USA
Advanced beam delivery techniques in radiotherapy, like scanned particle
beams or IMRT, allow to increase the conformity between target
and irradiated volume. Besides patient setup, achievable conformity is
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limited by inter- and intrafractional organ motion. Intrafractional organ
motion is mainly caused by respiration.
To study organ motion, we have begun the acquisition of timeresolved
Computed Tomography scans. In conventional Computed
Tomography scans, respiratory motion can cause significant artifacts.
Four-dimensional Computed Tomography significantly reduces such
artifacts. To obtain temporal information, at each couch position data