MRT-basierte Suszeptibilitätskartierung

MRT-basierte Suszeptibilitätskartierung
– Master-, Diplom- und Bachelorarbeiten für Physikstudenten –
Die Medical Physics Group ist eine der führenden Gruppen auf dem Gebiet der suszeptibilitätsgewichteten Magnetresonanzbildgebung (SWI),
einem weltweit etablierten Verfahren zur Gewebestrukturaufklärung.
Zu den aktuellsten Forschungsthemen auf dem Gebiet der SWI zählen
quantitative Anwendungen, wie die hochgenaue Bestimmung der magnetischen Suszeptibilität des menschlichen Gehirns (unteres Bild; Ausschnitt) aus der Magnetfeldverteilung (oberes Bild), die sich einstellt,
wenn das Gehirn in ein starkes Magnetfeld (1,5-9,4 Tesla) gebracht wird.
Der Suszeptibilität wird ein enormes Potential beispielsweise zur Bestimmung von veränderten Eisenablagerungen im Gehirn zugesprochen, wie
sie bei zahlreichen neurodegenerativen (beispielsweise Multiple Skerose)
auftreten können.
Initiale Resultate zeigen einen hervorragenden Gewebekontrast in
den so genannten Suszeptibilitätskarten (unteres Bild). Nicht nur die Ursache des Suszeptibilitätskontrastes ist bisher jedoch nicht vollständig geklärt, sondern die heutigen Rekonstruktionsalgorithmen leiden auch noch
unter erheblichen Artefakten. Im Rahmen des Forschungsprojekts steht
neben der Entwicklung neuer Verfahren zur Messdatenakquisition und
Datenverarbeitung insbesondere die numerisch anspruchsvolle Lösung
großer, schlecht gestellter inverser Probleme im Vordergrund. Hierzu sollen vorhandene Methoden zur
Kartierung der magnetischen Suszeptibilität weiterentwickelt und validiert, sowie neue Ansätze entwickelt,
implementiert und evaluiert werden. Die Methoden sollen zusätzlich sowohl mithilfe physikalischer Testobjekte, sowie in vivo, also an menschlichen Probanden und an Patienten, erprobt werden. Ziel des Projekts
ist es, für verschiedene klinische Fragestellungen geeignete Lösungsmöglichkeiten bereitzustellen und optimierte Messprotokolle zu definieren. Dies beinhaltet auch die Erschließung neuer Anwendungsgebiete
der Suszeptibilitätskartierung, beispielsweise in anderen Körperregionen außerhalb des Gehirns, und die
Lösung der damit verbundenen Probleme, beispielsweise Artefakte durch Atembewegungen. Gemeinsam
mit der numerischen und experimentellen Evaluation der Methoden bezüglich ihrer Genauigkeit stellt der
erfolgreiche Abschluss des Forschungsprojekts den ersten Schritt für eine Übernahme der Suszeptibilitätskartierung in die klinische Praxis dar und legt den Grundstein für nachfolgende Forschungsprojekte mit
klinischen Fragestellungen.
In der Medical Physics Group bearbeiten Sie als Physiker gemeinsam mit einem ambitionierten Team aus
Physikern, Medizinern, Informatikern und Ingenieuren sowie zahlreichen internationalen Kooperationspartnern ein hochrelevantes Forschungsthema auf dem Gebiet der medizinischen Bildgebung. Der erfolgreiche Abschluss Ihres Projekts leistet einen aktiven Beitrag zur verbesserten Beantwortung neurowissenschaftlicher Fragestellungen.
Das Projekt stellt folgende Anforderungen an die Studentin/den Studenten:
o
Interesse an aktiver Mitarbeit im Forschungsbetrieb unserer Arbeitgruppe und
Bereitschaft sich durch eigene Ideen und Initiativen einzubringen.
o
Gutes mathematisches und physikalisches Verständnis.
o
Programmiererfahrung, wünschenswert: Erfahrung im Umgang mit MATLAB.
Experimenteller Anspruch des Projekts: Niedrig bis mittel.
Theoretischer/mathematischer/numerischer Anspruch des Projekts: Hoch.
Interessenten wenden sich bitte an:
Prof. Dr. rer. nat. med. habil. Jürgen R. Reichenbach
[email protected] // http://www.mrt.uni-jena.de