Compressed Sensing Untersuchungen im MRT gehen jetzt superschnell
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Wenn Sie schon einmal in einer "Röhre" waren, dann kennen sie das: MRT-Untersuchungen - eine wichtige bildgebende Diagnose-Methode - kann für Patienten oft sehr unangenehm sein. Es ist eng, es ist sehr laut und es dauert sehr lange. Mit einer neuen Technologie ändert sich das jetzt. Dank Compressed Sensing kann die Untersuchungszeit auf bis zu einem Zehntel gesenkt werden - also im besten Fall auf drei statt 30 Minuten.
Das MRT - die sogenannte Röhre - ist eines der besten Diagnosegeräte der Medizin. Es kann in jeden Winkel unseres Körpers hineinschauen und gibt das Gewebe in 3D-Bildern wieder.
Ob Bänderrisse, Hirntumore oder Veränderungen am Herzen - der Magnet-Resonanz-Tomograph ist für die Medizin eine Allzweckwaffe, die kleinste Veränderungen aufspüren und lokalisieren kann. So können Mediziner viel genauer als früher Diagnosen treffen und angemessen behandeln. Dabei gibt es nur einen Haken: Die Diagnose im MRT ist extrem unangenehm. Eine wissenschaftliche Revolution sorgt nun dafür, dass sich das sehr schnell ändert.
Unangenehme Diagnose-Methode
Prof. Walter Wohlgemuth, Direktor der Uniklinik für Strahlenmedizin und Radiologie in Halle, sagt, dass schätzungsweise bis zu 10 Prozent der Untersuchungen müssen vorzeitig abgebrochen werden.
Das eine ist die Enge, das andere ist die Lautstärke und das Dritte ist die Länge der Untersuchung. Wenn ich diese drei Probleme übereinanderlege, dann ist es wahrscheinlich jeder dritte, jeder vierte Patient, der ernsthafte Probleme hat, die gesamte Untersuchung durchzustehen.
Tausende und abertausende Informationen sind für einen guten Scan notwendig. Viele Male werden Wellen ins Gewebe geschickt, das davon ins Schwingen gerät und Impulse wieder zurückgibt und dadurch viel über seine Eigenschaften verrät. Diese Antwort der Zellen wird gemessen und in 3D-Bilder umgewandelt. Ausdehnung und Lage eines Hirntumors oder eines Kreuzbandrisses können so exakt gemessen werden. Viele Male aktivieren Stromstöße Kupferspulen, die damit fast zum Zerreißen belastet werden - dadurch kommt dieses Rattern und Knallen zustande.
Immer noch laut und eng
Auch die modernsten MRTs knattern noch und sind genauso eng wie ihre Vorgänger, aber die Patienten sind künftig viel schneller wieder draussen als früher. Unter Umständen viel viel schneller, prophezeit Prof. Wohlgemuth:
Wir können sagen, dass die Untersuchungszeiten sich halbiert haben und zum Teil nur noch ein Zehntel der Zeit brauchen, die sie vorher gebraucht haben.
Möglich ist das durch das sogenannte Compressed Sensing, was so viel wie komprimierte Aufnahme oder komprimierte Wahrnehmung heißt.
Komprimierte Datenmengen
Die Methode des Compressed Sensing ist vergleichbar mit einem Foto, das im komprimierten jpg-Format aufgenommen wird, um Speicherplatz zu sparen oder mit einem Musiktitel im mp3-Format. Nur dass beim Compressed Sensing die Datenmenge nicht im Nachheinein reduziert oder verdichtet wird, sondern schon vorher.
Stellen sie sich vor, man würde die praktisch gleiche Information haben, würde aber nur jedes zehnte Bildpünktchen überhaupt aufnehmen.
Aber wie kommt man mit einem Zehntel der Information zum gleichen Ergebnis? Wohlgemut erklärt, dass in jedem gemessenen Datenpunkt nicht nur Informationen stecken, die den Datenpunkt betreffen, sondern auch Informationen der Umgebung. Ein Algorithmus sorgt dafür, dass trotz lückenhafter Datenaufnahme ein vollständiges Gesamtbild entstehen kann. So verkürzt sich die Zeit einer MRT-Untersuchung enorm. Ein Beispiel:
Eine Kreuzbanduntersuchung ohne Kontrastmittel dauert - wenn sie sehr, sehr ausführlich ist - etwa 20 bis 22 Minuten. Mit Compressed Sensing etwa 10 Minuten.
Prof. Wohlgemuth schätzt, dass in Deutschland etwa zehn solcher modernen Geräte bereits im Einsatz sind. Das Hallesche Universitätsklinikum hat eins dieser 1,5 Millionen Euro teuren MRTs.
Bald Standard-Methode
In wenigen Jahren wird die Methode des Compressed Sensing in vielen Bereichen Standard sein. Außerdem könne man das Verfahren zum Beispiel in die Computertomografie transferieren, so Untersuchungen beschleunigen oder mit weniger Strahlung die gleiche Bildinformation erhalten.
Wann es den Scanner wie bei Raumschiff Enterprise gibt, der innerhalb weniger Sekunden eine Diagnose möglich macht, weiß Prof. Wohlgemuth natürlich nicht. Fest steht aber: Compressed Sensing ist im Umgang mit Daten nicht das letzte Wort.
Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL Radio | 24. Februar 2019 | 09:17 Uhr
