Medizinische Bildgebung mit Xbox-Technik

Wenn Patienten bei klinischen Aufnahmen wie in einem Positronen-Emissions-Tomographen (PET) atmen, kommt es zu Verschmierungen auf den Bildern. Wissenschaftler arbeiten mit verschiedenen Methoden daran, diese Unschärfe auf klinischen Bildern zu minimieren. Mediziningenieur Mirco Heß, Doktorand für Medizinische Wissenschaft an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU), hat jetzt ein System entwickelt, mit dem Wissenschaftler besser verstehen, wie aufgenommene Bilder aus dem Körperinneren von Patienten mit deren Atembewegung zusammenhängen. Der Clou: Mirco Heß hat für sein wissenschaftliches Experiment zwei sogenannte Kinects eingesetzt. Die kennt man normalerweise von der Microsoft-Videospielekonsole Xbox. Das Ergebnis seiner Arbeit wurde jetzt im renommierten Forschungsmagazin Medical Physics veröffentlicht.

Bei Kinect handelt es sich um spezielle 3D-Kameras, die die Bewegung eines Körpers im Raum erkennen. Auf diese Weise lassen sich Spiele allein durch Gesten steuern. Die Technik ist auch in der Wissenschafts-Gemeinschaft beliebt. Mirco Heß hat nun erstmals zwei Kinects gleichzeitig für ein wissenschaftliches Experiment im Bereich der Bewegungskorrektur eingesetzt. Er hat sie an einen PET-Scanner befestigt und erfasst mit ihrer Hilfe während einer klinischen Aufnahme vom Körperinneren, wie sich die Körperoberfläche eines Patienten bewegt. Weil Mirco Heß gleich zwei Kameras einsetzt, kann er an jedem beliebigen Punkt die Atembewegung von außen rekonstruieren.

Besseres Verständnis in der Grundlagenforschung

Aktuell nutzen Ärzte einen sogenannten Atemgürtel bei der klinischen Bildgebung, um die Körperbewegung von Patienten während einer PET-Aufnahme zu messen. Mit diesen Informationen lässt sich nachvollziehen, ob und inwiefern durch Atembewegungen Unschärfe auf Bildern entstanden ist. Über das sogenannte Gating, bei dem aufgenommene Bilder quasi zeitlich gestückelt und verschiedenen Atemphasen zugeteilt werden, lässt sich die entstandene Unschärfe herausrechnen. Der Atemgürtel liefert allerdings nur Informationen von einer einzigen Stelle. Mirco Heß zeigt, wie eine erschwingliche Technik wie Kinect umfangreichere Informationen für die Bewegungskorrektur liefern kann. Wissenschaftler können mit seinem Versuchsaufbau besser nachvollziehen, wie die außen sichtbare Bewegung mit der entstandenen Unschärfe zusammenpasst.

Publikation

Heß M, Büther F, Gigengack F, Dawood M, Schäfers KP. A dual-Kinect approach to determine torso surface motion for respiratory motion correction in PET. Med. Phys. 2015;42: 2276-2286. Abstract