Diplom- und Studienarbeiten zur Magnetresonanztomographie


 

Neben Diplomarbeiten der Technischen Physik wurden an der 0,06T-MR-Anlage auch Diplom- und Studienarbeiten der Elektrotechnik durchgeführt. Die Betreuung dieser Arbeiten erfolgte je nach Themenschwerpunkt gemeinsam durch die Technische Physik (Prof. Bomsdorf: MR-Physik und MR-Systemfragen) und durch den Fachbereich Elektrotechnik (Prof. Forner bzw. Prof. Glasmachers: Hardware-Entwicklungen).

 

 

Diplomarbeiten (seit 1999):

 

 

 

"Implementierung und Untersuchung von Pulssequenzen für einen Niederfeld-Kernspintomographen"

 

 

Diplomarbeit (DI, 1999)

 

 

 

"Realisierung eines PC-gesteuerten Spektrometers zur bildgebenden Kernspinresonanz - Überarbeitung der Modulationseinheit und Integration des Gesamtsystems"

 

 

 

Diplomarbeit (DI, 2000)

 

 

 

"Aufbau, Inbetriebnahme und Erprobung eines Datenaufnahmesystems für einen Niederfeld-MR-Tomographen"

 

 

Diplomarbeit (DI, 2002)

 

 

 

"Bildbasierte Registrierung funktionaler und anatomischer MR-Bilder des Gehirns"

 

 

 

Diplomarbeit (DI, 2002)

 

 

Aktuelle Diplomarbeiten:

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

Bisherige Diplomarbeiten (seit 1999):

 

  • "Implementierung und Untersuchung von Pulssequenzen für einen Niederfeld-Kernspintomographen"

Die Durchführung von Bildgebungsexperimenten mit einem Kernspintomographen erfordert die Implementierung entsprechender Pulssequenzen durch den Benutzer bzw. Systementwickler. Bei dem vorhandenen Tomographen erfolgt dies in Form eines Programmes in der Programmiersprache "C".

Im Rahmen dieses Themas war eine Reihe verschiedener Bildgebungssequenzen auf der 0.06T-Anlage zu implementieren und experimentell zu erproben. Dabei wurden speziell Aspekte der Empfindlichkeitsoptimierung (bzw. der Messzeitminimierung) u.a. durch 3D- und MS-Verfahren berücksichtigt und Methoden implementiert, die auf kommerziellen Systemen i. allg. nicht vorgesehen sind (z.B. "field map imaging"). Software zur Rekonstruktion und Darstellung von mehrdimensionalen Datensätzen wurde entwickelt.

 


 

  • "Realisierung eines PC-gesteuerten Spektrometers zur bildgebenden Kernspinresonanz - Überarbeitung der Modulationseinheit und Integration des Gesamtsystems" (Arbeit am Lehrstuhl für Messtechnik FB13, Prof. Glasmachers)

Ein Kernstück eines MR-Spektrometers bildet die Hard- und Software zur Erzeugung beliebig geformter HF-Pulsfolgen und zur Aufnahme und Digitalisierung des von den Kernen ausgehenden HF-Signales. In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Messtechnik des Fachbereichs Elektrotechnik (Prof. Glasmachers) waren im Rahmen vorangegangener Diplom- und Studienarbeiten bereits entsprechende Komponenten zur Steuerung eines Ganzkörpertomographen der Flussdichte 0.06 Tesla entwickelt worden. Zentraler Gesichtspunkt bei der Konzeption der Modulations- und Demodulationseinheit war dabei die Verwendung einer Zwischenfrequenz im Sende- und Empfangspfad und die Realisierung der erforderlichen Quadraturdemodulation in Form von Software nach der Datenaufnahme. Als Host-Rechner und zur Speicherung der erforderlichen Signalformen sowie zur Bildrekonstuktion dient ein PC.

Das Thema umfasste die Überarbeitung und den Neuaufbau verschiedener Komponenten des PC-gesteuerten Spektrometers unter Verwendung neuer Hardwaremodule sowie den Einbau der entwickelten Schaltungen in das Messsystem. Insbesondere wurden zur Steigerung der Unempfindlichkeit gegenüber Störungen statische anstelle dynamischer RAMs zur Speicherung der HF-Pulsformen eingesetzt und der digitale Schaltungsentwurf auf Basis neuer EPLD- Bausteine realisiert.

 


  • "Aufbau, Inbetriebnahme und Erprobung eines Datenaufnahmesystems für einen Niederfeld-MR-Tomographen"

Hintergrund de Themenstellung ist ein sich über mehrere Diplomarbeiten er­stre­ckendes Projekt, in dessen Rahmen ein existierendes Datenaufnahmesystem für die Ma­gnetre­sonanztomographie durch eine PC-basierte Neukonstruktion zu ersetzen war. Dabei waren innerhalb von Vorgängerarbeiten bereits erste Bilder erzeugt worden, die jedoch vor allem aufgrund instabiler Hardwarekomponenten nicht reproduzierbar wa­ren.

 

Zu Beginn dieser Ar­beit lagen bereits überarbeitete Versionen der Sende- und Empfangseinheit sowie eine neu konzi­pierte Hardware zur Erzeugung der Gradientenpulse vor. Beide Neuentwicklungen machten nun eine Überarbeitung der gesamten Spektrometersoftware erforderlich, mit dem Ziel, eine korrekte Pulssequenzausgabe mit der veränderten Hardware sicherzustellen. Diese Systemin­tegration war Aufgabe der vorliegenden Arbeit. Neben der Durchführung der notwendigen Softwareanpassungen waren zwei weitere Einschubkarten zur Gradientenansteuerung aufzubauen, das Gesamtsystem in Betrieb zu nehmen und in ersten Experimenten zu erproben.

 


  • " Bildbasierte Registrierung funktionaler und anatomischer MR-Bilder des Gehirns" (Arbeit am Philips For­schungslabo­rato­rium Hamburg)

Unter dem Begriff "funktionelle MRT" (fMRT) versteht man auf dem Prinzip der Magnetre­so­nanz­tomographie basierende Bildgebungsverfahren, die eine Funktionsdiagnostik durch Loka­lisierung aktiver Hirnregionen erlauben. Die Aktivierung erfolgt dabei durch einen exter­nen Stimulus, in des­sen Folge sich die Durchblutung eines Gehirnbereichs verändert. Schnelle Pulssequenzen, wie etwa das "Echo Planar Imaging" (EPI), reagieren auf die von der Durch­blutung abhängige Gewebesus­zeptibilität, so dass durch Vergleich von Bildern mit und ohne vorherigen Stimulus die betroffene Hirnregion sichtbar gemacht werden kann. Die Visualisie­rung und Auswertung der in der Ortsauflö­sung begrenzten fMRT-Bilder erfolgt üblicherweise durch anatomisch richtige Überlagerung mit einer konventionellen MRT-Auf­nahme der sel­ben Schicht. Dazu ist das i. Allg. deutlich geometrisch verzerrte fMRT-Bild zur Anpassung an das qualitativ hochwertige Referenzbild geeignet zu korrigie­ren.

 

Ziel der Dip­lomarbeit war die Entwicklung von Algorithmen, die eine solche sog. Bildregistrie­rung allein auf Basis der bei­den Bilder, d.h. ohne Verwendung von Vorwissen über die Art und Form der vorliegenden ge­ometrischen Bildverzerrungen, ermöglichen. Die Arbeit wurde am Philips For­schungslabo­rato­rium Hamburg durchgeführt und von dort inhaltlich betreut.

 

 


 
Aktuelle Diplomarbeiten:

 

 

 



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(Letzte Änderung: 13.09.2006)


Prof. Dr. Bomsdorf, Gaußstr.20, 42097 Wuppertal, Tel.: 0202/ 439 2643