Informatik in der biomedizinischen Datenanalyse: Einblicke in das menschliche Gehirn durch strukturelle und funktionelle Magnetresonanztomographie

Axel Wismüller

LMU München, Institut für Radiologische Diagnostik

Montag, 24.11.2003, 16 Uhr c.t., Hörsaal 9
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein wichtiges nichtinvasives bildgebendes Verfahren, mit dessen Hilfe Schnittbilder des menschlichen Körpers erzeugt werden können. Räumliche Serien solcher Schnittbilder erlauben die Ermittlung dreidimensionaler Information über die geometrische Ausdehnung anatomischer oder pathologischer Strukturen im menschlichen Organismus. Neben dieser klassischen Aufgabe der Strukturbildgebung sind in den letzten Jahren auch neue Anwendungsfelder der Funktionsbildgebung in den Brennpunkt des medizinisch-wissenschaftlichen Interesses gerückt.

Im Zentrum steht hierbei die kombinierte Analyse morphologischer Struktur und zeitlicher Dynamik. Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ermöglicht z.B. mit hoher räumlicher Auflösung die präoperative Lokalisation funktioneller Gehirnzentren vor neurochirurgischen Eingriffen, erlaubt ein zeitliches Monitoring des Therapiefortschritts nach Gehirnschädigung und leistet wertvolle Beiträge zur Grundlagenforschung im Hinblick auf Fragen der neuronalen Regenerationsfähigkeit und Plastizität. Der Übergang von der reinen Strukturbildgebung zur Analyse der zeitlichen Dynamik in funktionellen MRT-Datensätzen birgt allerdings neue Herausforderungen für Mustererkennung und Bildinterpretation.

Der Vortrag behandelt hierzu innovative Analyseverfahren aus der Informatik für die strukturelle und funktionelle Bildgebung des menschlichen Gehirns. Hierbei werden auch der klinische Hintergrund und die medizinische Motivation des Bildmaterials und der vorgestellten Analysetechniken erläutert. Anwendungen zur Genexpressionsanalyse in der Bioinformatik sowie zur in-vivo-Modellierung des menschlichen Vokaltraktes dokumentieren die vielfältige Einsetzbarkeit der vorgestellten Methoden.

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