Onderzoeksgroep

Expertise

Ben Jeurissen ontwikkelt innovatieve methoden om de witte stof bundels in onze hersenen in kaart te brengen. Hij maakt hiervoor gebruik van diffusie MRI, een geavanceerde beeldvormingstechniek die de willekeurige microscopische beweging van watermoleculen kan opmeten in levend weefsel zonder blootstelling aan schadelijke straling. De nieuwe technieken die hij ontwikkelt worden toegepast in de studie van psychische aandoeningen zoals depressie, schizofrenie en bipolaire stoornis en van belangrijke neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer. Dr. Jeurissen ontwikkelde een nieuwe analysemethode voor witte stof banen, die rekening houdt met de aanwezigheid van andere hersenweefsels zoals grijze stof en hersenvloeistof. Dit laat toe de verbindingen in de hersenen veel nauwkeuriger te lokaliseren en te karakteriseren. Zijn techniek wordt toegepast onder meer in de studie van epilepsie en de ziekte van Alzheimer, vroege hersenontwikkeling, evenwichtsstoornissen, hersentumoren, en veroudering. Daarnaast worden zijn technieken ingezet om na te gaan hoe de hersenen van astronauten veranderen tijdens hun langdurig verblijf in het internationaal ruimtestation.

Een data-gedreven aanpak voor microstructurele beeldvorming (ADAMI). 01/05/2024 - 30/04/2029

Abstract

De mogelijkheid om weefselmicrostructuur in vivo en volledig niet-invasief te bestuderen met behulp van magnetische resonantie beeldvorming (MRI) kan een revolutie betekenen in de manier waarop we ziekten detecteren, opvolgen en behandelen, met name de vele neurodegeneratieve ziekten die onze vergrijzende bevolking treffen. Helaas is het MRI-signaal een zeer indirecte maat voor microstructuur, en de verscheidenheid aan factoren die ertoe bijdragen maakt een één-op-één associatie tussen de MRI-metingen en het biologische substraat erg moeilijk. Als gevolg hiervan blijft microstructurele beeldvorming een slecht begrepen en uitdagend invers probleem dat vaak inconsistente en tegenstrijdige resultaten oplevert. In ADAMI zal ik de volgende stap zetten in microstructurele beeldvorming door het probleem op een volledig datagedreven manier aan te pakken in plaats van de state-of-the-art die modelgestuurd is. Deze paradigma verschuiving zal ons in staat stellen om van de MRI-scanner een krachtige in vivo microscoop te maken die betrouwbare informatie kan verschaffen over weefselmicrostructuur die nauw aansluit bij de onderliggende cellulaire samenstelling. Door deze innovaties zal ADAMI het vakgebied van medische beeldvorming vooruit helpen door een baanbrekende datagedreven aanpak van microstructuurbeeldvorming te introduceren die een significante impact zal hebben op het begrip, de diagnose en de monitoring van hersenziekten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Super-resolutie MRI van de knie. 01/01/2023 - 31/12/2026

Abstract

Chirurgische reconstructie van de voorste kruisband (VKB) met behulp van peesgreffe is de standaard behandeling van VKB letsels. Er is echter weinig bekend over het genezingsproces van humane VKB greffe en het belang van geassocieerde letsels. In de kliniek is er een grote behoefte aan niet-invasieve meetmethoden van een VKB greffe om objectief te oordelen wanneer de patiënt terug kan sporten. Behalve de anatomische magnetische resonantie (MRI), zijn kwantitatieve MRI (qMRI) technieken, zoals T2* relaxometrie en diffusie tensor beeldvorming (DTI), in opgang voor musculoskeletale toepassingen. qMRI reikt objectieve biomarkers van biofysische weefseleigenschappen aan die monitoring van weefselmicrostructuur mogelijk maken. Hoewel het potentiëel van qMRI om de staat van een VKB greffe te beoordelen is aangetoond, blijft het gebruik beperkt tgv van de lage resolutie en lange scantijden. Om de balans tussen signaal-ruisverhouding, resolutie en scantijd te verbeteren, zullen we in dit project superresolutie-reconstructie (SRR) gebruiken voor anatomische MRI en qMRI van de knie. We ontwikkelen SRR qMRI voor T2*-relaxometrie en DTI van de knie om biomerkers beter in kaart te brengen. Hiermee wensen we een beter inzicht te bekomen in het genezingsproces van een VKB greffe vooraleer patiënten terug gaan sporten en willen we de effectiviteit van behandelingen die genezing van een VKB greffe versnellen objectief evalueren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Sferische deconvolutie van hoogdimensionele diffusie MRI voor verbeterde microstructurele beeldvorming van de hersenen. 01/10/2018 - 30/09/2021

Abstract

Multi-tissue sferische deconvolutie van diffusie MRI (dMRI) is een populaire analysemethode die de volledige witheidsvezel-oriëntatiedichtheidsfunctie en de dichtheden van hersenvocht en grijze-stofweefsel in het levende menselijke brein, volledig niet-invasief, biedt. Het kan worden gebruikt om de langeafstandsverbindingen van de hersenen te volgen en biedt een tractenspecifieke biomarker voor neuronaal verlies bij de studie van neurodegeneratieve ziekten. Momenteel kan de techniek worden beschouwd als een macroscopische benadering: het splitst de dMRI-voxels op in termen van weefsels in plaats van cellulaire componenten, waarbij de laatste potentieel relevantere biomarkers zijn. Ongelukkigerwijze hebben recente studies aangetoond dat conventionele laag-dimensionale dMRI-scans de informatie missen om deze microstructurele kenmerken op te lossen. In dit voorstel zal ik multi-tissue sferische deconvolutie naar het volgende (microscopische) niveau brengen door gebruik te maken van hoog-dimensionale dMRI-scans. Deze scans van de volgende generatie hebben veel belofte getoond om verschillende microstructurele compartimenten te ontwarren. De nieuwe sferische deconvolutiebenadering met meerdere compartimenten maakt simultane schatting mogelijk van een hoge kwaliteit axonale oriëntatiedichtheidsfunctie evenals de dichtheden van cellichamen en extracellulaire ruimte. Dit zal hoogwaardige vezeltracking mogelijk maken en tegelijkertijd meer relevante biomarkers verschaffen, en zal sferische deconvolutie helpen om zijn positie als een van de gereedschappen voor dMRI-analyse te behouden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

De witte stof bundels van de hersenen in kaart brengen met diffusie-gewogen MRI. 17/11/2015 - 31/12/2016

Abstract

Diffusie gewogen MRI is een niet-invasieve beeldvormingstechniek die toelaat de microstructuur van levend weefsel te bestuderen op basis van de willekeurige thermische beweging van watermoleculen. In het bijzonder laat de techniek toe de richting te bepalen van de vezelbundels in de hersenen, waardoor het volledige netwerk van verbindingen in kaart kan worden gebracht. Deze relatief jonge technieken worden steeds belangrijker om een diagnose te stellen bij neuropathologische aandoeningen. Met dit onderzoek wordt gemikt op: - gebruik maken van beeldopnamen die haalbaar zijn in de klinische praktijk (< 15 minuten) - nauwkeurige schatting van vezel oriëntaties in elke voxel van het brein - inschatting van het globale netwerk van verbindingen in de hersenen

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Gegeneraliseerde sferische deconvolutie van diffusie MRI data met het oog op een verhoogde microstructurele specificiteit en een hogere resolutie beeldvorming van de witte stof. 01/10/2015 - 30/09/2018

Abstract

Sferische deconvolutie van diffusiegewogen MRI beelden is een poulaire analysemethode om de vezelbundels in de witte stof van de hersenen te bepalen. In dit project worden nieuwe methoden gebaseerd op deze techniek ontwikkeld die gebruik maken van diffusiebeelden opgenomen met verschillende sterktes.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject