VORTEX

Ausgangslage und Problemstellung:
Das Projekt adressiert zentrale Einschränkungen der heutigen medizinischen Bildgebung. Aktuell werden für die Diagnostik unterschiedliche Verfahren getrennt eingesetzt: Die Computertomographie (CT) liefert hochauflösende anatomische Informationen, die elektrische Impedanztomographie (EIT) ergänzt diese um funktionelle Daten zu elektrischen Gewebeeigenschaften (z. B. Durchblutung und Zusammensetzung), und die molekulare Bildgebung erschließt biochemische Prozesse auf zellulärer Ebene. Jedes System fokussiert damit nur eine Dimension von Krankheit – Struktur, Funktion oder Biologie. In der klinischen Praxis führt dies zu zeitaufwendigen, sequenziellen Untersuchungen mit heterogenen Daten, die nur begrenzt integriert werden können.

Ziel und Umsetzung des Projekts:
Ziel von VORTEX ist die Entwicklung einer kompakten, multimodalen Bildgebungsplattform, die diese drei Informationsdimensionen in einem integrierten, medizinisch nutzbaren System zusammenführt. Die Plattform soll strukturelle Informationen, funktionelle Parameter und molekulare Prozesse innerhalb eines einzigen Untersuchungsablaufs erfassen und die resultierenden Daten in einer konsistenten Gesamtdarstellung zusammenführen. Dadurch soll ein umfassenderes diagnostisches Bild entstehen, das über den Informationsgehalt einzelner Modalitäten hinausgeht, die Qualität klinischer Entscheidungen verbessert und den Untersuchungsaufwand reduziert.

Zur Umsetzung kombiniert VORTEX mehrere bildgebende Verfahren in einer robotergestützten Systemarchitektur. Anstelle einer starren Gantry ermöglicht die robotische Positionierung eine flexible, anwendungs- und patientenabhängige Anordnung von Sensoren und Detektoren. Die Modalitäten werden nicht nur hardwareseitig integriert, sondern auch algorithmisch miteinander verknüpft: Anatomische CT-Informationen können beispielsweise als Strukturmodell zur verbesserten Rekonstruktion funktioneller EIT-Daten dienen. Umgekehrt können funktionelle Veränderungen gezielt Regionen identifizieren, in denen zusätzliche anatomische oder molekulare Bildgebung besonders relevant ist. Die Datenströme werden in gemeinsamen Rekonstruktions- und Auswertealgorithmen zusammengeführt, um eine multimodale Darstellung pathologischer Veränderungen zu erzeugen.

Parallel wird ein Open-Source-Ansatz verfolgt: Softwarekomponenten, Schnittstellen und Referenzdesigns der Plattform werden der wissenschaftlichen Gemeinschaft zugänglich gemacht, um Reproduzierbarkeit, Weiterentwicklungen und Anpassungen an neue klinische Fragestellungen zu erleichtern. Langfristig zielt VORTEX auf eine kompakte Plattform, die direkt am Patientenbett, in der Notfallversorgung oder im Rahmen bildgestützter Interventionen eingesetzt werden kann. Damit soll moderne, integrierte Bildgebung auch über klassische große stationäre Systeme hinaus verfügbar gemacht werden.