CD-Labor for Modellierung und Simulation von neuen Ultraschallgeräten

Dieses CD-Labor beschäftigt sich mit der Entwicklung von neuen Methoden zur pränatalen Ultraschalldiagnostik. Das langfristige Ziel ist es, derzeit schwer abzubildende Patienten besser zu diagnostizieren.

Ultraschalldiagnostik hat den Standard der medizinischen Untersuchungen während der Schwangerschaft in den letzten 40 Jahren erheblich verändert. Es wird heute als ein Screening- und diagnostisches Werkzeug während der Schwangerschaft verwendet um Untersuchungen am Fötus durchzuführen.

Ultraschall wird heute routinemäßig eingesetzt zur Bestimmung der Dauer der Schwangerschaft, zur Erkennung von Mehrlingen, zur Erkennung chromosomaler Anomalien, körperlicher Beeinträchtigungen, Frühgeburtsrisiko und vieles mehr. Zunehmend wird Ultraschall auch zur intra-uterinen Behandlung des Fötus eingesetzt, beispielsweise im Falle von Herzfehlern. All diese Anwendungen setzen eine adäquate Qualität der Bildgebung voraus.

Es gibt jedoch Situationen, wo die Bildqualität unzureichend ist. Studien haben gezeigt, dass Änderungen der Schallgeschwindigkeit die Bildqualität bei Fötusuntersuchungen drastisch reduzieren. Solche Änderungen der Schallgeschwindigkeit werden durch Fettschichten hervorgerufen, was ein zunehmendes Problem für die Ultraschallbildgebung darstellt. Im Rahmen dieses CD-Labors werden u.a. Methoden der Astronomie zur Kompensation von atmosphärischen Turbulenzen bei der Darstellung von Sternen mittels optischer Teleskope auf ihre Tauglichkeit zur Kompensation von schallgeschwindigkeitsbedingten Störungen bei der Ultraschallbildgebung untersucht.

Die Detektion und die Kompensation der Schallgeschwindigkeit setzt detailliertes Verständnis der beteiligten physikalischen Prinzipien und eine adäquate mathematische Modellierung der Bildgeneration voraus. Dieses CD-Labor erforscht daher Bild-generierende Algorithmen basierend auf mathematischen Modellen und deren Einsatz in Prototypen von neuen Ultraschallgeräten, simuliert ihre Leistungsfähigkeit numerisch, und evaluiert sie in der medizinischen Praxis. Die Forschung ist interdisziplinär ausgelegt und involviert MathematikerInnen, MedizinphysikerInnen, und MedizinerInnen.