Verbundprojekt zur "4-D-Bildgebung" in der Medizin gestartet
Die medizinische Bildgebung erlaubt es, von außen einen Blick in den Körper zu werfen und verborgene Vorgänge sichtbar zu machen. Sie ist daher für Diagnose und Therapie verschiedener Erkrankungen von Bedeutung. Zunehmend wichtig wird die sogenannte vierdimensionale Bildgebung. Dabei werden dreidimensionale Bilder erzeugt und zusätzlich – als "vierte Dimension" – Veränderungen im Zeitverlauf rekonstruiert und sichtbar gemacht. Dies erlaubt zum Beispiel, Bewegungen durch den Herzschlag oder durch die Atmung zu erfassen und dadurch schärfere Bilder zu produzieren. Die Mathematik spielt dabei eine zentrale Rolle. Ein neues bundesweites Verbundprojekt hat nun das Ziel, die Methoden der "4-D-Bildgebung" zu verbessern. So soll es möglich werden, gleichzeitig Bewegungen zu analysieren und molekulare Prozesse quantitativ zu messen. Quantitativ bedeutet beispielsweise, dass messbar wird, wie viel Zucker die Zellen eines Organs oder Gewebes in einer bestimmten Zeit verbrauchen (Glukosemetabolismus). Das Projekt wird von Prof. Dr. Martin Burger, Mathematiker an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU), koordiniert.
Die vierdimensionale Bildgebung erfolgt etwa mittels Magnetresonanz-Tomografie (MRT) oder Positronen-Emissionstomografie (PET). Dabei werden Signale aus dem Inneren des Körpers gemessen. Diese Signale liegen aber zunächst nicht in Form von Bildern vor. Nur durch mathematischen Methoden können aus den Messdaten die dreidimensionalen Bilder im Zeitverlauf rekonstruiert werden. "Es ist eine besonders spannende Herausforderung, die Bewegungen von Organen oder von Patienten während einer dynamischen Messung nicht nur zu erfassen, sondern auch zur Verbesserung der Bildqualität zu verwenden", unterstreicht Martin Burger. "Dies erlaubt es dann genauer zu sehen, wie sich Kontrastmittel im Körper verbreiten." Die neuen Methoden seien zum Beispiel bei Untersuchungen des Herz-Kreislaufsystems oder der Nierenfunktion wichtig. Sie sollen dabei helfen, die Funktionsfähigkeit klarer beurteilen zu können und Krankheiten präziser zu diagnostizieren. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung für drei Jahre mit rund 836.000 Euro aus dem Programm "Mathematik für Innovationen in Industrie und Dienstleistungen" gefördert.
Prof. Dr. Martin Burger leitet die Arbeitsgruppe "Bildgebung" am Institut für Numerische und Angewandte Mathematik der WWU. Er ist Gruppenleiter im Exzellenzcluster CiM und Teilprojektleiter im SFB 656. Weitere beteiligte Forscher aus Münster sind: Dr. Frank Wübbeling und Dr. Hendrik Dirks (WWU/Mathematik), Prof. Dr. Klaus Schäfers (WWU/European Institute for Molecular Imaging) und Dr. Stefan Reuter (UKM).