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MR Bildgebung im Niedrigfeld

Arbeitsgruppe 8.24

Magnetresonanztomografie in extrem niedrigen Magnetfeldern

Profil

Die Arbeitsgruppe „MR-Bildgebung im Niedrigfeld“ beschäftigt sich mit der Entwicklung der Magnetresonanzbildgebung in extrem niedrigen Umgebungsfeldern unterhalb des Erdmagnetfeldes. Dadurch eröffnen sich neue Messbereiche, um Einblicke in Struktur und Funktion des menschlichen Körpers zu erhalten. Darüber hinaus wird die höchst-sensitive SQUID-basierte Messtechnik für neuartige biomagnetische Messungen eingesetzt.

 Aktuelles:

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Forschung/Entwicklung

    Laufende Projekte der AG 8.24

    • DFG-Projekt „Unabhängiger parawasserstoffinduzierter zweiphasen-Hyperpolarisator für Ultraniederfeld und Ultrahochfeld MR – 2P PHIP“ mit Max-Planck-Institut Tübingen, OvG Universität Magdeburg und Christian-Albrechts-Universität Kiel

      Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines vielseitigen Polarisator auf pH2-Basis, der sich durch hohe Konzentrationen hoch polarisierter Substrate mit hohem Tracer-Durchsatz auszeichnet und daduch Potential für in vivo Anwendungen hat.

       

    Durchströmen einer flüssigen Probe mit Parawasserstoff (links) führt zu einer Signalerhöhung um mehrere Größenordnungen via SABRE (rechts).


    • DFG-Projekt „Mehrkanal MEG zur ungemittelten Detektion von kurzlebiger Aktivität der Hirnrinde – SPIKE MEG“ mit Charité Berlin

      Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuartigen, extrem rauscharmen Mehrkanal-MEG Systems zur nicht-invasiven Messung hochfrequenter Aktionspotentiale (SPIKES).
       

    Zeitaufgelöste, hochfrequente Gehirnsignale wurden mit dem an der PTB entwickelten höchst-sensitiven Einkanal SQUID-System gemessen (modifiziert aus Opens external link in new windowWaterstraat et al., PNAS, 118, e201740118 (2021),Opens external link in new window doi: 10.1073/pnas.2017401118).

     

    •  „PTB-SQUID-Sensoren der nächsten Generation“ mit Fachbereich 7.6 und 2.4
      Ziel des Projekts ist die Entwicklung von SQUID-Sensoren mit signifikant verbessertem Signalauflösungsvermögen und deren Einsatz bei neuartigen neuromagnetischen Messungen.

     

    Basis für die nächste Generation PTB-SQUID-Sensoren: sub-µm Josephson Kontakt. (modifiziert aus Opens external link in new windowStorm et al. IEEE TAS, 30, 1-5 (2020), doi: 10.1109/TASC.2020.2989630)

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    Dienstleistungen

    Die Arbeitsgruppe 8.24 führt gemeinsam mit anderen Forschungsgruppen Experimente zur Magnetresonanzbildgebung in extrem niedrigen Umgebungsfeldern durch. Nach Absprache können solche Messungen von der PTB auch im Auftrag durchgeführt werden.

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    Informationen

    Ausgewähle Publikationen der AG 8.24

    Körber, R. et al., “SQUID current sensors with an integrated thermally actuated input current limiter,” Superconductor Science and Technology 36, 75007 (2023), doi: 10.1088/1361-6668/acd607.

    G. Waterstraat, R. Körber, J.-H. Storm, and G. Curio, “Noninvasive neuromagnetic single-trial analysis of human neocortical population spikes,” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 118, no. 11, p. e2017401118, 2021, doi: 10.1073/pnas.2017401118.

    N. Höfner, J.-H. Storm, P. Hömmen, A. M. Cassarà, and R. Körber, “Computational and Phantom-Based Feasibility Study of 3D dcNCI With Ultra-Low-Field MRI,” Frontiers in Physics, vol. 9, p. 177, 2021, doi: 10.3389/fphy.2021.647376.

    P. Hömmen et al., “Evaluating the Performance of Ultra-Low-Field MRI for in-vivo 3D Current Density Imaging of the Human Head,” Frontiers in Physics, vol. 8, p. 105, 2020, doi: 10.3389/fphy.2020.00105.

    J.-H. Storm, O. Kieler, and R. Körber, “Towards Ultrasensitive SQUIDs Based on Submicrometer-Sized Josephson Junctions,” IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 30, no. 7, pp. 1–5, 2020, doi: 10.1109/tasc.2020.2989630.

    J.-H. Storm, P. Hömmen, N. Höfner, and R. Körber, “Detection of body noise with an ultra-sensitive SQUID system,” Meas. Sci. Technol., vol. 30, no. 12, p. 125103, 2019, doi: 10.1088/1361-6501/ab3505.

    P. Hömmen, J.-H. Storm, N. Höfner, and R. Körber, “Demonstration of full tensor current density imaging using ultra-low field MRI,” Magnetic Resonance Imaging, vol. 60, pp. 137–144, 2019, doi: 10.1016/j.mri.2019.03.010.

    R. Körber, O. Kieler, P. Hömmen, N. Höfner, and J. Storm, “Ultra-sensitive SQUID systems for applications in biomagnetism and ultra-low field MRI,” in 2019 IEEE International Superconductive Electronics Conference (ISEC), 2019, pp. 1–3. doi: 10.1109/ISEC46533.2019.8990912.

    E. Al-Dabbagh, J.-H. Storm, and R. Körber, “Ultra-sensitive SQUID Systems for Pulsed Fields—Degaussing Superconducting Pick-Up Coils,” IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 28, no. 4, pp. 1–5, 2018, doi: 10.1109/tasc.2018.2797544.

    J.-H. Storm, P. Hömmen, D. Drung, and R. Körber, “An ultra-sensitive and wideband magnetometer based on a superconducting quantum interference device,” Appl. Phys. Lett., vol. 110, no. 7, p. 72603, 2017, doi: 10.1063/1.4976823.

    R. Körber, “Ultra-sensitive SQUID instrumentation for MEG and NCI by ULF MRI,” in EMBEC & NBC 2017, Springer Singapore, 2017, pp. 795–798. doi: 10.1007/978-981-10-5122-7_199.

    Storm, J.-H., Drung, D., Burghoff, M. & Körber, R. “A modular, extendible and field-tolerant multichannel vector magnetometer based on current sensor SQUIDs.” Superconductor Science and Technology 29, 94001 (2016).

    Körber, R. et al. “SQUIDs in biomagnetism: a roadmap towards improved healthcare.” Superconductor Science and Technology 29, 113001 (2016).

     

    Abgeschlossene Projekte der AG 8.24

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