ETH Science City MRI Bilder aus dem Innern des Menschen

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1 MRI Bilder aus dem Innern des Menschen Prof. Peter Bösiger Institut für Biomedizinische Technik, UZH/ETH Zürich; Center for Image Science and Technology, ETH/UZH Zürich

2 Magnetresonanz-Bildgebung MRI

3 Magnetresonanz-Bildgebung (MRI) Basiert auf Wechselwirkung der Wasserstoffkernen im Gewebe mit magnetischen Feldern und Radiowellen Dazu nötig: Wasser! Der menschliche Körper besteht zu 70% aus Wasser!

4 uzh eth zürich

5 Vorteile von MRI hoher Weichteilkontrast wählbarer Kontrast hohe räumliche Auflösung beliebige Schichtrichtung kein biologisches Risiko Funktionelle Information: Bewegung Blutfluss, Durchblutung Diffusion Hirnaktivtäten Stoffwechselinformation Nachteil kleine Sensitivität starke Magnetfelder nötig

6 Zu höheren Feldern 7 Tesla Ganzkörpermagnet April 06

7 uzh eth zürich Human MRI at 1.5 to 7.0 Tesla 1024x T 7.0T 3.0T

8 uzh eth zürich Human MRI at 7 Tesla T1 gewichtete Hirnanatomie, 600 x 600 µm2

9 uzh eth zürich Human MRI at 7 Tesla Human MRI at 7 Tesla PC Angiographie des Gehirns 200 x 400 x 400 µm3 Brain PC Angiography, 200 x 400 x 400 µm3

10 Diskushernie

11 uzh eth zürich Dynamisches MRI des Knies

12 Funktionelle Bildgebung des Gehirns

13 Anatomische Konnektivität Human MRI at 7 Tesla Brain PC Angiography, 200 x 400 x 400 µm 3 Weisse Hirnsubstanz Graue Hirnsubstanz?

14 Aktivierung von Neuronen: BOLD Effekt

15 Human MRI at 7 Tesla Blood Oxygenation Contrast (BOLD) widerspiegelt Hiraktivität erzeugt durch Suszeptibilitätsänderungen skaliert mit B 0 Schlüsselanwendung für hohe Felder 3 Tesla 7 Tesla % Signaländerung % Signaländerung

16 fmri des visuellen Kortex Human MRI at 7 Tesla Brain PC Angiography, 200 x 400 x 400 µm 3

17 Diffusions-Tensor-MRI Chiasma Rekonstruktion des visuellem Systems Järmann T., Stämpfli P.

18 Der Mythos von der linken analytischen und der rechten kreativen Hemisphäre M. Meyer; BrainFair 2010

19 M. Meyer; BrainFair 2010

20 M. Meyer; BrainFair 2010

21 Ins Gehirn hineinschauen? Gedanken lesen? Charaktere quantifizieren? Qualifikationen? Psychiatrische Erkrankungen messen? Risikofaktoren aufdecken? Lügendetektor?

22 Funktionelle Bildgebung des Herzens

23 Herz und Kreislauf Gehirn dtv-atlas der Physiologie Silbernagl, Despopulos

24 uzh eth zürich Anatomie des Herzens Frank A. Netter: Atlas of Human Anatomy Ciba-Geigy Limited, 1989

25 Balanced FFE (True Fisp) Kurz- und Längsachsenschnitt

26 Darstellung der Herzkranzgefässe 3x 2D-SENSE 7:00 min Buehrer M. et al. MRM 2005

27 Aorta Regurgitation Anatomy Flow S. Kozerke et al, JMRI

28 Erfassung des Blutflusses G. Crelier, GyroTools

29 uzh eth zürich Perfusions-Bildgebung MR Signal Time MR contrast agentl (Gadolinium based)

30 Durchblutung des Herzmuskels 5x k-t SENSE (1.1 x 1.1 mm 2, 3 Tesla): Endocardial ischemia In collaboration with University Hospital Zurich (Proff. T.F. Luescher, F. Buck) S. Plein, V. Vitanis, S. Kozerke, IBT

31 Durchblutung des Herzmuskels 10 th dynamic 22 nd dynamic SS. Plein, V. Vitanis, IBTZ

32 3D Bewegungserfassung mit Myocardial Tagging Maximale relative Kontraktion Gesunde Person Patient mit Hinterwand-Infarkt TF-EPI-CSPAMM 3x18 heart beats anterior lateral anterior lateral A. Rutz, S. Kozerke et al. MRM

33 Wo werden diese Technologien heute angewendet? Diagnostik struktureller Veränderungen: Tumore, Entzündungen,Gefässmissbildungen, Stenosen, Plaques, Therapieplanung und Monitoring... Neurowissenschaftliche und psychiatrische Forschung: Verständnis der Funktionsweise des Gehirns; Konnektivität und Plastizität des Gehirns Medizinische Forschung: Entstehung und Fortschreiten von Erkrankungen; Prävention von Erkrankungen; Wirkung und Wirkungsweise von Medikamenten Neuropsychologische Forschung: Reaktionen auf Reize; Entscheidungsfindung; Verhaltensweisen Neuroökonomie: Verhaltensweisen von Gruppen; Ansprechen auf äussere Beeinflussungen

34 uzh eth zürich The MRI Team of IBT

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