Lehrende: Dr. Jürgen Finsterbusch; Prof. Dr. Florian Grüner; Dr. Siawoosh Mohammadi
Veranstaltungsart: Vorlesung
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Semesterwochenstunden: 4
Unterrichtssprache: Englisch
Min. | Max. Teilnehmerzahl: 5 | 20
Kommentare/ Inhalte: Die Magnetresonanz-Tomographie (MRT) ist ein bildgebendes Verfahren mit dem nicht-invasiv Schnittbilder des menschlichen Körpers aufgenommen werden können. Sie arbeitet ohne ionisierende Strahlung und ist heute ein wichtiges Werkzeug in der klinischen Diagnostik und der biomedizinischen Forschung. Ein großer Vorteil der MRT sind die vielen physiologischen und Gewebeeigenschaften, die einen Einfluss auf das Meßsignal haben und mit speziellen Meßverfahren gezielt untersucht werden können. Daraus können wichtige Informationen über die Anatomie, Physiologie und Funktion von Organen gewonnen werden, pathologische Veränderungen erkannt und charakterisiert werden, aber auch die Zusammensetzung und der Aufbau des Gewebes untersucht werden. Im ersten Teil der Vorlesung werden die physikalischen Grundlagen der MRT behandelt: das NMR-Experiment, die Verfahren zur Ortskodierung, mit denen dem NMR-Signal eine räumliche Information aufgeprägt werden kann, die verschiedenen NMR-Echos, grundlegende Messverfahren und -prinzipien, und wichtige Bildkontraste sowie praktische Aspekte, beispielsweise zur räumlichen Auflösung und zur Sicherheit. Der zweite Teil behandelt die Beschreibung der mit der MRT gemessenen Signale mit physikalischen oder biophysikalischen Modellen. Die physikalischen Modelle zielen ab auf eine quantitative Auswertung der Signaleigenschaften, beispielsweise um Vergleiche zwischen verschiedenen Messungen zu ermöglichen. Die biophysikalischen Modelle basieren auf einfachen Annahmen zur Mikrostruktur des Gewebes, anhand derer aus dem MR-Signal die Eigenschaften dieser Struktur abgeschätzt werden können, z.B. die Form oder mittlere Größe von Zellen, die Dichte von Nervenfasern im Hirngewebe oder die Dicke der Myelinschicht um diese Fasern.
Lernziel: Nach erfolgreichem Absolvieren des Moduls können die Studierenden die physikalische Grundlagen der Magnetresonanz-Tomographie und wichtige physikalische und biophysikalischen Modellierungen des MRT Signals im Gehirn zusammenfassen.
