Statistische Inferenz in der Magnetresonanztomographie Sensibler messen - medizin&technik - Ingenieurwissen für die Medizintechnik

Statistische Inferenz in der Magnetresonanztomographie

Sensibler messen

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Vergleich: Hirnaktivierungen, die mit LISA identifiziert wurden, sind besser reproduzierbar als bei gängigen anderen Verfahren (Bild: Gabriele Lohmann/MPI für biologische Kybernetik)
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Eine neue Software macht die Statistischen Inferenz in der Magnetresonanztomographie (fMRI) sensibler. Hirnaktivierungen können mit hoher Präzision gemessen werden.

Eines der Hauptziele der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) ist der Nachweis einer lokalen Aktivierung im menschlichen Gehirn. Doch während die MRT-Technologie in den vergangenen Jahren durch die Einführung von Ultra-Hochfeld-Scannern (größer als 7 Tesla) eine deutlich verbesserte räumliche Auflösung bieten, sind die vor mehr als 10 Jahren erfundenen statistischen Inferenzverfahren mit ihren Standardalgorithmen nicht für die Verarbeitung so hochpräziser Daten ausgelegt. Damit gehen einige der Hauptvorteile des Ultrahochfeld-Scans aufgrund unzureichender Software verloren. Ein neue Software soll dies nun ändern.

Ausgefeilte mathematische Methoden

Dr. Gabriele Lohmann, die am Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik im Magnetresonanzzentrum (MRZ) und am Universitätsklinikum Tübingen arbeitet, erklärt: „Es bedarf ausgefeilter mathematischer Methoden, um Neurobildgebungsdaten sinnvoll zu nutzen. Die farbigen ‚Blobs‘, die oft in Artikeln über Magnetresonanztomographie abgebildet sind, werden mit komplizierten statistischen Verfahren berechnet und sind mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen.“

Das Team um Dr. Gabriele Lohmann führte nun eine neue Methode der statistischen Inferenz in der fMRI ein, das sie LISA (Local Indicators of Spatial Association) nennen. Sie ist von einem Konzept inspiriert, das sonst in geografischen Informationssystemen verwendet wird. Die Forscher hoffen, dass LISA aufgrund seiner verbesserten Sensitivität und besseren räumlichen Spezifität bei der Entwicklung neuer und realistischerer Modelle der menschlichen Gehirnfunktion weiterhelfen wird.

Vollständigeres Bild der Hirnfunktionen

Dr. Lohmann begründet das so: „In unseren ersten Tests haben wir festgestellt, dass unsere Methode viel sensitiver ist und Gehirnaktivität genauer erkennen kann als frühere Methoden. Wir hoffen daher sehr, dass unsere Methode dazu beitragen wird, ein vollständigeres Bild der Gehirnfunktion zu ermöglichen. Wir gehen davon aus, dass in Zukunft die Erkenntnisse, die wir aus dieser Grundlagenforschung gewinnen, Patienten mit neurologischen Erkrankungen zugutekommen.“

www.nature.com/articles/s41467–018–06304-z

www.kyb.tuebingen.mpg.de/de/presse-aktuelles-und-veranstaltungen/meet-your-scientist/gabriele-lohmann.html

www.kyb.mpg.de

www.medizin.uni-tuebingen.de

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