Hochauflösende, quantitative Palpation mittels Ultraschallstrahlungskraft und Magnetresonanztomographie

• Applicant: Professor Dr. Karl Maier
• Subject Area: Medical Physics, Biomedical Technology
• Term: from 2012 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 211814469

Mittels der durch Ultraschall (US) induzierten Schallstrahlungskraft FUS können in Gewebe statische Verschiebungen erzeugt werden, wenn FUS im Kräftegleichgewicht mit der Rückstellkraft des Gewebes steht. Diese Verschiebungen können mittels des Magnetresonanztomographie (MRT) direkt gemessen werden und lassen unmittelbare Rückschlüsse auf die elastischen Eigenschaften des Gewebes zu. In selbst hergestellten und kommerziellen Phantomen sind tumorartige (festere) Einschlüsse und Kalkeinschlüsse detektiert worden. Zusätzlich ist ein rudimentäres Finite-Elemente-Methode-Modell (FEM-Modell) erstellt worden, welches bereits qualitativ mit den Messwerten übereinstimmende Ergebnisse liefert. Zukünftig sollen die elastischen Eigenschaften ortsaufgelöst quantitativ wiedergegeben werden. Dazu sind Verbesserungen am vorhandenen FEM-Modell vorzunehmen, bis dieses die mechanischen Vorgänge exakt beschreibt. Anhand von selbst hergestellten Phantomen mit bekannten elastischen Eigenschaften wird das FEM-Modell geeicht. Parallel muss der Prototyp des Aufbaus weiterentwickelt werden. Anschließend soll eine erste Messreihe an freiwilligen Probanden die Übertragbarkeit der Modell- und der Messergebnisse auf menschliches Gewebe zeigen. Die aus den Messungen und den daran angepassten FEM-Simulationen gewonnene räumliche Verteilung der elastischen Eigenschaften des Brustgewebes soll anschließend dazu verwendet werden, eine Lagetransformation zu entwickeln, mit der die Position einer Läsion für verschiedene Randbedingungen bestimmt werden kann.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professorin Dr. Rita Katharina Schmutzler; Professor Dr. Carsten Urbach