Innovative Methoden der tomographischen Bildgebung

Es werden zwei Projekte des Instituts für Medizintechnik an der Universität zu Lübeck vorgestellt. Der Schwerpunkt beider Projekte liegt im Bereich der Tomographie. Im ersten Teil wird über eine Methode berichtet, die in der Lage ist, Metallartefakte bei der Transmissions-Computertomographie signifikant zu unterdrücken. Im zweiten Teil des Vortrags wird ein neues tomographisches Verfahren vorgestellt, das magnetische Nanopartikel direkt abbilden kann.
Teil 1: Aufgrund der Aufhärtung des Röntgenspektrums treten besonders bei Metallen Artefakte in der CT-Bildrekonstruktion auf. Mathematisch liegt die Ursache in der Inkonsistenz der Daten des Radonraums. Zur Unterdrückung der Bildfehler werden die inkonsistenten Daten mit gerichteter polynomialer Interpolation überbrückt und anschließend mit einem gewichteten Maximum-Likelihood-Ansatz rekonstruiert. Dieses Verfahren wird als l-MLEM Algorithmus bezeichnet.
Teil 2: Die zentrale Idee des Magnetic-Particle-Imaging besteht darin, dass als Tracer verabreichte super-paramagnetische Nanopartikel, zum Beispiel SPIOs (super-paramagnetic iron oxides), einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt werden. Die Teilchen reagieren in Einklang mit Langevins Theorie des Paramagnetismus mit einer nichtlinearen Magnetisierung, die ihrerseits mit entsprechenden Empfangsspulen gemessen werden kann. Das gemessene Signal enthält nun eine Reihe von Oberwellen, deren Gesamtenergie einen Rückschluss auf die Menge der Partikel im betrachteten Messvolumen zulässt. In diesem Vortrag soll ein neuartiges Konzept der räumlichen Kodierung vorgestellt werden. Grundsätzlich muss dabei durch ein zusätzliches magnetisches Gradientenfeld erreicht werden, dass sich ein feldfreier Punkt ausbildet. In diesem wird die Magnetisierung durch das magnetische Wechselfeld symmetrisch moduliert.