Roboterunterstützte fokussierte Ultraschalltherapie unter Führung der Magnetresonanztomographie

Die fokussierte Ultraschall-(US)-Therapie (FUS) ist ein nicht-invasives Thermotherapieverfahren, bei dem Gewebe präzise zerstört wird. Zur Überwachung von FUS-Eingriffen wird derzeit die Magnetresonanz-(MR)-tomographie eingesetzt, da sie die Messung der induzierten Temperaturänderungen erlaubt. In dieser Arbeit wurde ein neues System für die MR-geführte FUS-Therapie (MRgFUS) entwickelt, das ein robotisches Assistenzsystem mit einem speziellen FUS Applikator kombiniert. Der Applikator mit integrierter FUS-Quelle wird für die Anwendung frei von oben auf die Haut aufgesetzt. Außerdem wurde er mit einer Hochfrequenzspule ausgestattet, um einen bestmöglichen MR-Signalempfang zu gewährleisten. Das kombinierte System wurde in Phantom- und Tierexperimenten evaluiert, wobei sich eine zu bestehenden MRgFUS-Systemen vergleichbare Zielgenauigkeit von 2-3 mm zeigte. Im Gegensatz zu existierenden Systemen sind allerdings mit dem vorgestellten System neuartige flexiblere Zugangswege für die MRgFUS-Behandlung am Patienten realisierbar. Für die optimierte Überwachung einer MRgFUS-Behandlung wurde im zweiten Teil der Arbeit eine neue MR-Temperaturbildgebungstechnik (Crushed Rephased Orthogonal Slice Selection, CROSS) basierend auf der Temperaturabhängigkeit der Protonresonanzfrequenz (PRF) implementiert. Konventionelle Messtechniken für die PRF-Thermometrie weisen erhebliche Totzeiten auf. Diese Totzeiten wurden genutzt, um durch eine Verschachtelung der Bildaufnahme simultan zwei orthogonale Bildschichten aufzunehmen. Mit Simulationen und Vergleichsmessungen wurde die generelle Funktionalität der CROSS-Technik demonstriert. Im Tierversuch konnten mit der CROSS-Sequenz Temperaturänderungen einer FUS-Behandlung mit einer Genauigkeit von 4 K detektiert werden. Die CROSS-Technik erreicht hierbei eine zeitliche Verbesserung von 40 % gegenüber konventionellen Techniken und gestattet zusätzlich eine Beobachtung des Temperaturfokus simultan in drei Raumrichtungen

Digitales Lernen in der Grundschule III. Fachdidaktiken in der Diskussion

Die Digitalisierung von Gesellschaft und damit auch von Schule schreitet immer weiter voran. Dabei ist die außerschulische Nutzung von digitalen Anwendungen zu einer Normalität geworden. Schüler:innen, Lehrende, Eltern und viele Akteur:innen nutzen eine Vielzahl digitaler Anwendungen in ihrem Alltag. Das kann und sollte sich im Bereich des institutionellen Lernens als ein Teil der gesellschaftlichen Lebenswelt widerspiegeln. Um die Potenziale digitaler Anwendungen intensiver zu beleuchten, wurden 2021 beim Symposium Lernen digital an der Technischen Universität in Chemnitz zum dritten Mal Ideen und Erkenntnisse führender Wissenschaftler:innen und engagierter Praktiker:innen zusammengetragen und diskutiert. Die forcierte Vernetzung über die Fachdidaktiken hinaus konnte abermals bewirken, dass Aktivitäten und Erkenntnisse zusammengetragen werden, die den Einsatz digitaler Medien nicht nur aus mediendidaktischer bzw. -pädagogischer Perspektive reflektieren, sondern vorrangig fachdidaktische Fragen in den Blick nehmen. In diesem Buch werden die wesentlichen Beiträge zusammengefasst, um sie an Forscher:innen sowie Pratiker:innen in Schulen aber auch der Lehreraus- und -weiterbildung weiterzugeben. (DIPF/Orig.

Eine kompakte Quelle quantenentarteter Gase hohen Flusses für die Atominterferometrie unter Schwerelosigkeit

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Haptische Exploration von unbekannten Objekten mit einer humanoiden Roboterhand

In dieser Arbeit wurden Methoden und Anwendungen der autonomen, haptischen Exploration von unbekannten Objekten mit einer humanoiden Roboterhand untersucht. Es wurde ein Explorationsverfahren entwickelt, mit dem ein Roboter haptische Objektmerkmale erfassen kann. Als wichtige Anwendungen wurde die Planung von möglichen Griffen auf Grundlage der Explorationsdaten untersucht, sowie eine zur Klassifizierung und Erkennung geeignete Objektrepräsentation