Bessere Hardware, bessere Gesundheit
Wie verbesserte MRT-Technologie für Hirnbildgebung weltweit zu verbesserten Diagnosen beiträgt.
Professor Dr. Boris Keil, Technische Hochschule Mittelhessen, widmet sich der Weiterentwicklung medizintechnischer Bildgebung, insbesondere der Magnetresonanztomographie (MRT), um globale gesundheitliche Herausforderungen durch neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson zu adressieren. Sein Forschungsfokus liegt auf der Verbesserung diagnostischer Prozesse und der Entwicklung effektiver Behandlungsmöglichkeiten Millionen von Menschen, die von diesen Erkrankungen betroffen sind.
Er leitet zwei innovative Initiativen:
- Die erste Initiative, ADMIT (Advanced Medical Physics in Imaging and Therapy), ist eine standortübergreifende Zusammenarbeit, die fortschrittliche Bildgebungstechniken mit therapeutischen Strategien kombiniert, um frühzeitige Diagnosen und wirksame Behandlungen für verschiedene Krebsarten und neurologische Erkrankungen zu ermöglichen. Ein zentraler Aspekt von ADMIT besteht darin, die Anwenderfreundlichkeit von MRT für Patient*innen mit Tiefenhirnstimulations-Implantaten (DBS) zu verbessern, indem Störeinflüsse durch Magnetfelder minimiert werden.
- Die zweite Initiative, „Brainmapping Technology“, zielt darauf ab, Forschungsergebnisse in praktische Anwendungen zu überführen. Das Team von Prof. Keil entwickelt neue Hardware-Architekturen für MRT-Systeme, um die Erfassung hochwertiger neuronaler Hirnbilddaten zu verbessern. Diese Arbeit unterstützt das Human Connectome Project, das die Gehirnkonnektivität kartiert, um ein besseres Verständnis der Gehirnfunktion zu erlangen.
Beide Projekte unterstreichen, wie wichtig Kooperationen für die Förderung von Innovation sind. Partnerschaften zwischen den Universitäten in Mittelhessen sowie mit renommierten Institutionen wie Harvard und Yale ermöglichen die rasche Implementierung neuer Technologien in die klinische Praxis – zum Wohle der Diagnostik und Behandlung von Patient*innen weltweit.
Wir haben Prof. Keil interviewt, um besser zu verstehen, was seine Arbeit ausmacht. Schau dir hier die Kurzversion an oder lies das gesamte Interview unten:
Um was handelt es sich eigentlich bei der LOEWE-Transfer Professur „Brainmapping Technology“?
Die LOEWE-Transfer Professur „Brainmapping Technology“ knüpft an meine langjährigen Arbeiten und Forschungsergebnisse an. Es hat zum Ziel, die in unseren Laboren entwickelten Instrumente und Hardware-Lösungen in die industrielle und klinische Anwendung zu überführen. Dies geschieht im Rahmen des Human Connectome Project – einem Projekt, das von der Obama-Regierung als Fortsetzung des Human Genome Project der Clinton-Ära ins Leben gerufen wurde, um das Gehirn zu kartieren und mit neuen technologisch-translationalen Ansätzen besser zu verstehen. Unsere Forschungsgruppe ist das einzige europäische wissenschaftliche Team, das an diesem Projekt beteiligt ist. Unsere Aufgabe besteht darin, neue Hardware-Architekturen für MRT-Systeme zu entwickeln, um hochwertige neuronale Hirnbilder zu erfassen.
Welche neuen Möglichkeiten bietet die neue LOEWE-Transfer Professur?
Die Möglichkeiten, die mir die Transfer Professur bietet, sind vielschichtig: Normalerweise mündet die Entwicklung neuer Hardware oder Instrumente im Bereich der Bildgebung bzw. MRT in einen Proof of Concept, den wir publizieren. Der Transferprozess setzt jedoch dort an, wo diese Phase endet. Die Entwicklung innovativer medizintechnischer Produkte von hoher technologischer Komplexität – wie beispielsweise die MRT – ist häufig weitaus anspruchsvoller als in anderen Sektoren. Das bedeutet, dass die angestrebten Transferergebnisse nicht nur technisch erarbeitet und realisiert, sondern auch klinisch getestet werden müssen. Dank der Förderung durch die LOEWE-Transfer Professur schaffen wir eine Transfer-Management-Position an der Schnittstelle zwischen unserem Forschungsteam, der Industrie und der Klinik, um dieser speziellen Herausforderung gerecht zu werden.
Welche Ziele verfolgst du im Rahmen der LOEWE-Transfer Professur?
Ziel der Transfer Professur ist es, sicherzustellen, dass das in unserer Forschung generierte Wissen in marktfähige Produkte für den primären bzw. sekundären Gesundheitsmarkt überführt wird. Wir konzentrieren uns darauf, den aktuellen Stand der Connectome-MRT-Technologie – der in vielerlei Hinsicht noch weit von der praktischen Anwendung entfernt ist – in direkt anwendbares, praktisches Wissen zu transformieren. Dazu arbeiten wir in einem Netzwerk aus Universitäten, klinischen Anwender*innen und Industriepartnern zusammen. Auf diese Weise wollen wir die Kluft zwischen ersten wissenschaftlichen Erkenntnissen und deren wirtschaftlicher sowie gesellschaftlicher Nutzbarkeit überbrücken. Langfristig soll die MRT-Technologie des Connectome-Scanners zu einem zertifizierten Medizinprodukt weiterentwickelt werden, das in der klinischen Praxis weit verbreitet zum Einsatz kommt und der Gesellschaft zugutekommt. Mittelfristig sollen Teilsysteme – wie Signaldetektoren, MRT-Feldüberwachung oder Gradiententechnologie – in einer praxisgerechten Weise ausgelagert werden, sodass sie beispielsweise mit bestehenden klinischen MRT-Scannern kombiniert werden können.
Inwiefern profitiert die Wissenschaft von diesem Projekt, und insbesondere deine Forschung?
Der wissenschaftliche Mehrwert des Transfer Professorship „Brainmapping Technology“ ist zunächst anwendungsorientiert: Wir entwickeln neue Technologien, um Bildgebungsverfahren so weiter voranzubringen, dass gleichzeitig die Datenerfassungs-Geschwindigkeit erhöht und die Empfindlichkeit verbessert wird. Dies wird zunächst die Grundlagenforschung unterstützen und dazu beitragen, fundamentale Fragen zur Funktionsweise des menschlichen Gehirns zu klären. „Brainmapping Technology“ soll es ermöglichen, die Konnektivität im Gehirn besser zu verstehen. Letztlich sollen die verbesserten Bildgebungstechniken aber auch in klinischen Anwendungen ihre Verwendung finden. Mit dem Transfer Professorship möchten wir eine Brücke schlagen zwischen der hoch anwendungsorientierten Wissenschaft der Instrumentenentwicklung und der Grundlagenforschung in den Neurowissenschaften.
Und welchen konkreten gesellschaftlichen Mehrwert kann deine Forschung im Rahmen der LOEWE-Transfer Professur bieten?
Der konkrete gesellschaftliche Mehrwert der von uns entwickelten Technologien liegt zwar noch in der Zukunft, da wir uns noch in den Anfängen des Projekts befinden und erst prüfen, was alles möglich ist. Meiner Meinung nach ist das Potenzial unseres Projekts jedoch sehr hoch: Wir tragen nicht nur dazu bei, ein neues Instrument zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit zu entwickeln, sondern ebnen auch den Weg für eine neue Art der Gehirnbildgebung, die vermutlich zu bahnbrechenden Einblicken in unser „mentales“ Selbst führen wird. Ich sehe hier auch eine Analogie zum Human Genome Project: Auch dieses begann als Grundlagenforschung und hat mittlerweile in der Gesellschaft den Punkt erreicht, an dem die meisten Menschen zumindest ein Grundverständnis von Genetik besitzen. Ich kann mir gut vorstellen, dass wir in 20 oder 30 Jahren ein breites gesellschaftliches Bewusstsein dafür schaffen können, wie die Konnektivität im Gehirn funktioniert, welche Aufgabe die sogenannten Konnektoren im Gehirn übernehmen und wie wir dieses Wissen nutzen können.