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EMERGE-Projekt erzielt wichtigen Meilenstein
Seit Juli 2020 erforscht das interdisziplinäre Projektteam – bestehend aus dem Mammendorfer Institut für Physik und Medizin GmbH und der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg in enger Kooperation mit der Universitätsklinik für Kardiologie und Angiologie - im Forschungscampus STIMULATE die Änderung des Elektrokardiogramms (EKG) im Magnetresonanztomographen (MRT) für einen verbesserten Einsatz von EKG bei minimal-invasiven, MRT-geführten Interventionen.
Im Umfeld des MRT herrscht ein starkes, statisches Magnetfeld, welches die elektrische Messung des Herzschlages durch das EKG beeinflusst. Der Blutausstoß aus dem Herzen und das Magnetfeld erzeugen ein neues, elektrisches Potential. Alle EKG empfangen dieses elektrische Signal zusätzlich zum normalen, elektrischen Signal des Herzens. Somit werden im EKG die Informationen des Herzsignals und die des hämodynamischen Blutflusses angezeigt.
Eigens zur Aufnahme dieser zeitabhängigen Signale wurde unter der Federführung des STIMULATE-Mitarbeiters Oliver Thieme ein System entwickelt, welches zum Ziel hat, ein EKG-Monitoring später auch im MRT zu ermöglichen. Damit wurde im Projekt ein wichtiger Meilenstein erreicht. Das elektronische System kann zeitsynchron EKG und Impedanzkardiogramm (IKG; Blutflussmessung) aufnehmen. Mit Hilfe dieser neuen Hardware kann eine Patientenstudie durchgeführt werden, um Abhängigkeiten zwischen EKG/IKG innerhalb und außerhalb des MRT zu untersuchen.
Die Basisdaten mit den Referenzpunkten dienen danach dem Training von zwei neuronalen Netzwerken. Eines wird trainiert, EKG-Punkte wiederzuerkennen und das andere wird darauf trainiert, IKG-Punkte im MRT-EKG wiederzuerkennen. Im letzten Schritt werden diese Trainingsmodelle in eine neue Hardware implementiert zur Erkennung von EKG und IKG-Daten aus nur einem EKG-Datensignal im MRT-Raum.
(Februar 2022)
EMERGE project achieves important milestone
Since July 2020, the interdisciplinary project team from the Mammendorf Institute of Physics and Medicine GmbH and the Otto von Guericke University Magdeburg has been researching the alteration of the electrocardiogram (ECG) in the magnetic resonance tomograph (MRI) in close cooperation with the University Clinic for Cardiology and Angiology at the Research Campus STIMULATE, for improved use of ECGs in minimally invasive, MRI-guided interventions.
In the MRI environment, there is a strong, static magnetic field that affects the ECG's electrical measurement of the heartbeat. The ejection of blood from the heart and the magnetic field create a new electrical potential. All ECGs receive this electrical signal in addition to the normal electrical signal from the heart. Thus, the ECG displays the information of the heart signal and that of the haemodynamic blood flow.
A system was developed under the leadership of Oliver Thieme specifically for recording these time-dependent signals, with the aim of later enabling ECG monitoring in the MRI as well. With this, an important milestone was reached in the project. The electronic system can record ECG and impedance cardiogram (ICG; blood flow measurement) synchronously. With the help of this new hardware, a patient study can be conducted to investigate dependencies between ECG/IKG inside and outside the MRI.
The baseline data with the reference points will then be used to train two neural networks. One is trained to recognise ECG points and the other is trained to recognise ICG points in the MRI ECG. In the final step, these training models will be implemented in new hardware to recognise ECG and ICG data from only one ECG data signal in the MRI room.
(February 2022)