Personalisierte Medizin
Die bildgebenden Verfahren sind untrennbar mit dem Fortschritt der modernen Gesundheitsversorgung verbunden. Neue Verfahren erlauben es, Organsysteme und deren Zusammenspiel ohne schädliche Strahlung und in kürzester Zeit zu erfassen. Am D-ITET entwickeln Ingenieur:innen zusammen mit Fachleuten aus Physik, Informatik und Medizin unter anderem neue Konzepte und Methoden der Magnetresonanztomographie, mit deren Hilfe das Herzkreislaufsystem und das Gehirn mit bisher unerreichter Präzision untersucht werden können.
«Getreu dem Grundsatz «Ein Bild sagt mehr als tausend Worte» eröffnet die moderne medizinische Bildgebung detaillierte Einblicke in die Anatomie und Funktion des menschlichen Körpers.»Sebastian Kozerke, Professor für Biomedizinische Bildgebung
Die medizinische Bildgebung der Zukunft:
Fortschritte in Forschung und Technologie ermöglichen radikal neue Ansätze in der medizinischen Bildgebung, die ungeahnte Möglichkeiten in der nichtinvasiven Charakterisierung von Geweben und deren Veränderungen erlauben. Zum Beispiel eröffnet die hyperpolarisierte Magnetresonanzbildgebung Einblicke in den Zellstoffwechsel von Patienten, die sich einer Chemotherapie unterziehen müssen. Mit den daraus resultierenden Daten wird es möglich sein, das Ansprechen auf die Therapie frühzeitig zu bestimmen oder auch die Energieversorgung des Herzens nichtinvasiv und in Echtzeit zu untersuchen, um Einschränkungen bei sportlicher Belastung rechtzeitig zu erkennen.
Neben der Qualität der Bilder spielt die Ökonomie der Bildgebung eine zentrale Rolle auf dem Weg hin zu einem kosteneffizienten Gesundheitssystem. Moderne Verfahren der Messtechnik, Bildkodierung und Signalverarbeitung erlauben es, hochqualitative Bilder aus einem Bruchteil der Messdaten zu rekonstruieren. Gleichzeitig können Ungenauigkeiten des Messsystems oder der Messanordnung bestimmt und korrigiert werden. Damit können höher aufgelöste Bilder und Bildfolgen bei sinkender Messzeit und damit reduziertem Zeitaufwand erstellt werden. Neue Sensoren, mathematische Ansätze und Algorithmen spielen hier eine entscheidende Rolle.
Die Vielfalt und Detailtreue der modernen medizinischen Bildgebung erzeugen gigantische Datenmengen, die mit herkömmlichen Methoden der Bildverarbeitung nicht mehr bearbeitet und durch Untersuchende nicht mehr vollständig erfasst werden können. Im Zusammenspiel mit anderen klinischen Daten, wie zum Beispiel Blutwerten, versprechen medizinische «Big data» völlig neue Erkenntnisse in der Entstehung, Früherkennung und Vorhersage von Erkrankungen des menschlichen Körpers. In diesem Zusammenhang gewinnt die Welt des maschinellen Lernens zunehmend an Bedeutung.
Besuchen Sie uns und erfahren Sie mehr darüber, wie Ihr Gehirn funktioniert
Im Rahmen des Besuchs bieten wir einen Einblick in die Funktionsweise der modernen funktionellen Magnetresonanztomographie des Gehirns. Wir zeigen, wie Aktivität des Gehirns beim Betrachten von Bildern Veränderungen im Signal erzeugt, welche in den Bilddaten sichtbar gemacht werden können. Auf Wunsch können SchülerInnen an diesem Experiment teilnehmen und so erfahren, wie ihr Gehirn arbeitet. Neben der Gehirnaktivität zeigen wir auch, wie die Datenautobahnen im Gehirn visualisiert werden können und erklären, wie sich diese neuronalen Verbindungen im Laufe des Lebens und im Fall von Erkrankungen verändern können.
