A röntgensugarak csökkentése lehetséges
Gyógyszer 2019.01.31. Lz
A jövőben a koponya új matematikai modellje segíthet a fej orvosi vizsgálatában kevés vagy akár teljesen röntgensugárzás nélkül, és ezáltal jelentősen csökkentheti a betegek sugárterhelését.
Prof. Dr. Ulrich Schwanecke, a RheinMain Egyetem Computer Vision and Mixed Reality kutatócsoportjának vezetője © RheinMain Egyetem
Ugyanez a modell használható egy arc koponyából történő rekonstruálására is. Ezért a büntetőügyek megoldásában is segíthet. A Bielefeldi Egyetem, a RheinMain Egyetem és a Mainz-i Johannes Gutenberg Egyetem kiválósági klaszterének kognitív interakciós technológiájának (CITEC) kutatói most közzétették ezt a modellt.
Sok gyermek és serdülő bizonyos időtartamig fogszabályozót visel, mert rosszul áll az állkapcsa. A fogszabályozóknak az adott állkapcshoz való igazításához átfogó vizsgálatokra van szükség. Ez magában foglalja a röntgenvizsgálatokat is, amelyek során általában az egész állkapcsot rögzítik.
A lehető legkevesebb sugárzást
A mai röntgengépek korszerűbbek, mint korábban, és célzottan használhatók. „Ennek ellenére a röntgensugarak dózisa az 1990-es évek óta évről évre bizonyíthatóan növekszik, ezért minden sugárvédelmi intézkedést üdvözölni kell. Különösen a gyermekeket és a serdülőket - aránytalanul megnövekedett sugárérzékenységükkel - a lehető legkevesebb sugárzásnak kell kitenni ”- mondja Prof. Dr. Ralf Schulze, a Mainzi Egyetem Orvosi Központ Orális és Maxillofaciális Sebészeti Klinikájáról. A Johannes Gutenberg Mainz Egyetemen (JGU) a BiomaTiCS - Biomaterials, Tissues and Cells in Science című kutatási fórum munkacsoportját vezeti, amely a szövetek és sejtek exogén anyagokkal és felületekkel való kölcsönhatásával foglalkozik.
A Heidelbergi Egyetemi Kórház Neuroradiológiai Tanszékének és Fogszabályozási Poliklinikájának aktuális publikációja új lehetőségeket mutat be a fogszabályozás kezelésének tervezésére MRI segítségével.
Legfeljebb egy röntgen plusz arcvizsgálat
Kutatást folytat a RheinMain Alkalmazott Tudományegyetem Kephalos közös projektjében is, amelyet Prof. Dr. vezet. Ulrich Schwanecke, a Computer Vision and Mixed Reality kutatócsoport vezetője. További projektpartnerek Prof. Dr. Elmar Schömer a Mainz Johannes Gutenberg Egyetem Számítástudományi Intézetétől és Prof. Dr. Mario Botsch, a Bielefeldi Egyetem CITEC Kiválósági Klaszterének "Számítógépes grafika és geometria feldolgozása" kutatócsoportjának vezetője.
A projekt célja egy olyan módszer kifejlesztése, amely lehetővé teszi az arckoponya alakjának kiszámítását legfeljebb egy röntgen alapján, egy arcszkenneléssel együtt. Ez jelentősen csökkentheti a sugárzási dózist bizonyos vizsgálatoknál. „A projekt megmutatta, hogy az arckoponya kiszámítása csak arcszkenneléssel lehetséges. Eredetileg nem számítottunk erre ”- mondja Schwanecke.
Minél több adat, annál finomabb a modell
A bemutatott módszer statisztikai modelleken alapul, amelyek leírják az arcok, az arckoponyák és az arc bőrvastagságának változását. A modellek megszerzéséhez a kutatók körülbelül 40 koponya és 80 arc háromdimenziós képeit elemezték, amelyek többsége a Mainzi Egyetem Orvosi Központjából származott.
Ebből a tudósok kidolgozták modelljeiket, amelyek számos mérési ponton alapulnak, amelyeket háromszögek kötnek össze, és olyan arcot vagy koponyát takarnak, mint egy hálózat, háromszög alakú hálóval. E háromszögek sarokpontjainak pontos helyzete minden arc és koponya esetében eltérő. A most kidolgozott statisztikai modellek az elemzett koponya- vagy arcképek sarokpontjainak statisztikai eloszlását kódolják. "Minél több adatunk van, annál pontosabb a modell" - magyarázza Botsch.
A modell két irányban alkalmazható
Mi olyan különleges a modellben? Kétféle irányban használható. "Az első célunk az volt, hogy kiszámítsuk az ember koponyáját az arc alakja alapján" - mondja Schwanecke. Ez a módszer tavaly szeptemberben jelent meg az Eurographics Workshop on Visual Computing for Biology and Medicine témában. De az ellenkezője is működik: a kutatók rekonstruálhatják, hogy nézhetett ki egy arc, ha koponyája lenne. "Ez érdekes például a kriminalisztika vagy az antropológia számára."
Ezután a modellel kiszámolható egy arc háromdimenziós alakja. Ez azonban nagyon másképp néz ki, attól függően, hogy az illető nagyon karcsú vagy túlsúlyos-e. "Ezért különböző változatokat hozunk létre" - magyarázza Jascha Achenbach, aki doktoranduszként dolgozik a projekten Bielefeldben. A koponya bőre viszonylag vékonynak tűnik és szorosan illeszkedik. Ezért feltételezhető, hogy az arcból könnyen kikövetkeztethető a koponya. "De ez nem olyan egyszerű" - mondja Prof. Dr. Botsch. Ennek egyik oka, hogy a bőr vastagsága nagymértékben változik: attól függően, hogy az egyes területeken milyen vastag vagy vékony, az alatta lévő koponya nagyon különböző lehet. De a statisztikai modellek most pontosan ezt veszik figyelembe.
Kevesebb röntgensugárzás a fogszabályozó kezelések során
"Feltételezem, hogy ezen modellek alapján például csökkenthetjük a fogszabályozó kezelések röntgenvizsgálatainak számát" - mondja Prof. Dr. Hattyú sarok. Erre számít Thomas Gietzen és Robert Brylka a RheinMain Alkalmazott Tudományok Egyetemétől. Doktoranduszként dolgozik a Kephalos projektben. „A számításhoz csak az arc felületi átvizsgálása szükséges. Ezt oldalról egyetlen röntgen is támogathatja ”- mondja Thomas Gietzen.
A Kephalos projektet a Szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium finanszírozza. (idw, piros)