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Analyse von in-vivo NMR Spektren

Arbeitsgruppe 8.42

Ziel der in-vivo-NMR-Spektroskopie (Opens internal link in current windowArbeitsgruppe 8.12) ist die nicht-invasive Konzentrationsbestimmung von Metaboliten. Abbildung 1 zeigt den Ausschnitt eines 1H-NMR Spektrums für ein selektiertes Volumenelement im menschlichen Gehirn.

Abb. 1 : Selektiertes Volumenelement im menschlichen Gehirn und 1H-NMR Spektrum.
Abb. 1 : Selektiertes Volumenelement im menschlichen Gehirn und 1H-NMR Spektrum.

   

Die spektralen Anteile einzelner Metabolite, wie N-Acetylaspartat (NAA), lassen sich durch parametrische Modelle beschreiben. Diesen Spektralanteilen ist zusätzlich eine Basislinie überlagert, die u.a. durch Resonanzen von Makromolekülen verursacht wird. Für diese Basislinie ist üblicherweise kein (parametrisches) Modell bekannt. Die quantitative Analyse der NMR-Spektren führt damit auf ein Problem der semi-parametrischen Modellierung. Dabei kann berücksichtigt werden, daß der nicht-parametrische Anteil des Modells, die Basislinie, glatt ist. Gegenstand aktueller Arbeiten ist neben einer möglichst genauen Modellschätzung insbesondere die Bestimmung von Messunsicherheiten. Abbildung 1 illustriert die nicht-parametrische Schätzung der Basislinie mit Hilfe eines Regularisierungsansatzes.

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Publikationen

C. Elster, F. Schubert, A. Link, M. Walzel, F. Seifert and H. Rinneberg
Magnetic resonance in medicine, 53(6),
1288--96,
2005.
F. Schubert, C. Elster, A. Link, F. Seifert, M. Walzel and H. Rinneberg
Proc. Intl. Soc. Magnet. Reson. Med
, 2004
F. Schubert, F. Seifert, C. Elster, A. Link, M. Walzel, S. Mientus, J. Haas and H. Rinneberg
Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine, 14(3),
213 - 222,
2002.
C. Elster, A. Link, F. Schubert, F. Seifert, M. Walzel, D. Richter and H. Rinneberg
In P. Ciarlini, M.G. Cox, E. Filipe, F. Pavese, D. Richter, Editor, Band Advanced Mathematical & Computational Tools in Metrology Vaus Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences
Seite 134-141
Herausgeber: World Scientific Singapore,
57 Edition
, 2001
C. Elster, A. Link, F. Schubert, F. Seifert, M. Walzel and H. Rinneberg
Magnetic Resonance Imaging, 18(5),
597 - 606,
2000.
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