Ermittlung der Materialverteilung in Weichgewebe unter Berücksichtigung von großen Formänderungen auf Grundlage der Ultraschall-Elastografie anhand von B-Bild-Daten

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Otto-Timme Bruhns; Professor Dr.-Ing. Helmut Ermert
• Subject Area: Mechanics
• Term: from 2005 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 16646163

Eine Änderung der elastischen Eigenschaften in Weichgewebe korreliert häufig mit pathologischen Veränderungen, die oftmals im konventionellen Ultraschallbild nicht zu erkennen sind. Da die mechanischen Eigenschaften des Gewebes in-vivo nicht direkt messbar sind, soll im vorliegenden Forschungsvorhaben mit der Ultraschall- Elastografie basierend auf B-Bild-Daten (helligkeitskodierte Bilddaten) ein neues Abbildungsverfahren entwickelt werden, mit dem die Materialverteilung quantitativ erfasst und visualisiert werden kann. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist es, aus demodulierten B-Bild-Daten das durch eine äußere Kompression hervorgerufene Verschiebungsfeld im Innern von Gewebe zu messen. Die B-Bild-Daten sind im Gegensatz zu den hochfrequenten Echodaten in den meisten herkömmlichen Ultraschallgeräten verfügbar. Außerdem sind diese Daten für Bewegungsartefakte weniger empfindlich und eignen sich daher besser für die Freihand-Elastografie, die für die Untersuchungspraxis besonders interessant ist und bei der mit dem Ultraschallwandler größere Randverformungen auf das untersuchte Objekt aufgebracht werden. Aus dem gemessenen Verschiebungsfeld lässt sich im Sinne eines inversen Problems die Materialverteilung im untersuchten Objekt bestimmen. Aufgrund der vorhandenen großen Deformationen reicht jedoch die in der Literatur gängige Beschreibung als linear-elastischer Körper nicht aus. Daher ist es Ziel des Vorhabens, das inverse Problem auf Basis der nichtlinearen Elastizitätstheorie zu formulieren und numerische Lösungsverfahren zu entwickeln.

• DFG Programme: Research Grants