Fraunhofer IGD

01. März 2007

Absolutes Stillhalten während einer Kernspinaufnahme in der »Röhre« fällt sehr schwer. Doch können schon kleinste Bewegungen Ergebnisse verfälschen. Das optische Erkennungssystem PROMO gleicht solche Fehler wieder aus.

Möglichst unbeweglich verharrt der Patient in der »Röhre« – das lange Stillhalten fällt ihm schwer. Bewegt er sich zu stark, riskiert er Fehler in der Kernspinaufnahme: Fachleute sprechen von Artefakten. Besonders schwierig ist es, wenn die Bilder hoch aufgelöst sein sollen wie bei der Untersuchung des Gehirns. Bei schwerkranken Menschen oder Kindern ist manchmal sogar eine Narkose nötig. Korrekturen von Artefakten sind bisher nur mit zeitlichen Verzögerungen von einigen Sekunden oder nach der Aufnahme möglich. Zudem verlängern und stören sie die Untersuchungen.

Bewegungsartefakte in der Kernspintomographie sollen bald der Vergangenheit angehören: Das Verfahren PROMO, das Forscher des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD entwickelt haben, korrigiert Fehler durch Bewegungen bereits während der Bildaufnahme. »PROMO ermittelt vor jeder Einzelaufnahme die aktuelle Kopfposition des Patienten«, erklärt Christian Dold, Projektleiter am IGD. »60 mal pro Sekunde überträgt das System die genaue Position an den Scanner des Tomographen. Bevor der Scanner eine neue Aufnahme macht, passt er den Bildausschnitt, den er aufnimmt, an die Kopfposition an.« PROMO ist ein optisches Erkennungssystem: Der Patient beisst wenige Sekunden auf ein ihm angepasstes Mundstück, das durch einen leichten Unterdurck fixiert wird. Daran ist ein Gestell mit reflektierenden Markern befestigt. PROMO stellt fest, wo sich die Marker befinden und übermittelt dem Scanner sogleich die Position im Raum. Jede Kopfbewegung wird auf diese Weise sofort erfasst und ausgeglichen.

Da die Positionsabweichungen selbst bei Patienten, die im Stillhalten geübt sind, ein bis drei Millimeter betragen können, verbessert PROMO die Aufnahmequalität auch bei ruhigen Personen. Damit könnte zum Beispiel die funktionelle Kernspintomographie fMRT zur Routine werden: Bei dieser Untersuchung werden Stoffwechselveränderungen sichtbar gemacht. Dafür sind sehr hoch aufgelöste Aufnahmen nötig, die sogar von kleinsten Kopfbewegungen unterhalb eines Millimeters verfälscht werden. Die ersten Tests von PROMO sind zusammen mit Kollegen am Universitätsklinikum Freiburg bereits er-folgreich abgeschlossen: Die Qualität der fMRT-Aufnahmen konnte selbst bei Patienten, die ihren Kopf stark bewegten, deutlich verbessert werden. In Deutschland ist PROMO bereits patentiert, die Patentierung für die USA läuft. Die Entwickler sind zuversichtlich, dass PROMO in den nächsten zwei Jahren in Kliniken zum Einsatz kommen wird.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Christian Dold
Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung
IGD
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64283 Darmstadt
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