Anders Ynnerman: Visualizing the medical data explosion

Anders Ynnerman: Visualisierung der medizinischen Datenflut

Übersetzung: Anke Tröder Lektorat: Alex Boos

I will start by posing a little bit of a challenge:

Ich möchte zu Beginn eine kleine Herausforderung darstellen:

the challenge of dealing with data,

die Analyse von Daten.

data that we have to deal with

Daten, mit denen wir

in medical situations.

in medizinischem Kontext zu tun haben.

It's really a huge challenge for us.

Das ist wirklich eine sehr große Herausforderung für uns.

And this is our beast of burden --

Das hier ist unser Lasttier.

this is a Computer Tomography machine,

Es ist ein Computertomograph,

a CT machine.

ein CT-Gerät.

It's a fantastic device.

Es ist eine fantastische Apparatur.

It uses X-rays, X-ray beams,

Sie benutzt Röntgenstrahlen,

that are rotating very fast around the human body.

die sehr schnell um den menschlichen Körper kreisen.

It takes about 30 seconds to go through the whole machine

Es dauert ungefähr 30 Sekunden, bis man einmal durch die gesamte Maschine durch ist.

and is generating enormous amounts of information

Dabei werden ungeheure Mengen von Daten

that comes out of the machine.

in der Maschine erzeugt.

So this is a fantastic machine

Das ist also ein fantastisches Gerät,

that we can use

das uns helfen kann,

for improving health care,

die medizinische Versorgung zu verbessern.

but as I said, it's also a challenge for us.

Wie ich aber schon sagte: Es ist auch eine Herausforderung für uns.

And the challenge is really found in this picture here.

Auf diesem Foto können Sie diese Herausforderung sehen.

It's the medical data explosion

Es geht um die ungeheure Zunahme an medizinischen Daten,

that we're having right now.

die wir im Moment erleben.

We're facing this problem.

Das ist das Problem, dem wir uns stellen müssen.

And let me step back in time.

Lassen Sie mich ein paar Jahre zurück gehen.

Let's go back a few years in time and see what happened back then.

Lassen Sie uns ein paar Jahre zurück gehen und sehen, was damals los war.

These machines that came out --

Diese Geräte, die zuerst so

they started coming in the 1970s --

um 1970 auf den Markt kamen,

they would scan human bodies,

sie scannten menschliche Körper

and they would generate about 100 images

und machten ungefähr 100 Aufnahmen

of the human body.

des menschlichen Körpers.

And I've taken the liberty, just for clarity,

Ich habe mir die Freiheit genommen, der Deutlichkeit zuliebe,

to translate that to data slices.

das in Bildschichten zu übersetzen.

That would correspond to about 50 megabytes of data,

Das entspricht ungefähr 50 MB an Daten,

which is small

was nicht viel ist,

when you think about the data we can handle today

wenn man an die Datenmengen denkt,

just on normal mobile devices.

die heute ein einfaches Mobiltelefon verarbeiten kann.

If you translate that to phone books,

Wenn wir das auf Telefonbücher übertragen,

it's about one meter of phone books in the pile.

kämen wir auf einen Stapel von ungefähr einem Meter Höhe .

Looking at what we're doing today

Betrachten wir das, was wir heute

with these machines that we have,

mit den Geräten, die uns zur Verfügung stehen, machen.

we can, just in a few seconds,

Wir erhalten in nur wenigen Sekunden

get 24,000 images out of a body,

24.000 Aufnahmen eines Körper.

and that would correspond to about 20 gigabytes of data,

Das entspricht ungefähr 20 GB Daten

or 800 phone books,

oder 800 Telefonbüchern.

and the pile would then be 200 meters of phone books.

Und der Stapel wäre 200 Meter hoch.

What's about to happen --

Was passieren wird

and we're seeing this; it's beginning --

(und wir sehen es schon jetzt, es geht gerade los),

a technology trend that's happening right now

ist ein aktueller Technologietrend:

is that we're starting to look at time-resolved situations as well.

Wir haben begonnen, Ergebnisse im Verlauf zu betrachten.

So we're getting the dynamics out of the body as well.

Wir erhalten also auch dynamische Informationen über einen Körper.

And just assume

Nehmen wir an,

that we will be collecting data during five seconds,

dass wir Daten über einen Zeitraum von fünf Sekunden sammeln.

and that would correspond to one terabyte of data --

Das würde einem Terabyte Daten entsprechen.

that's 800,000 books

Das sind 800.000 Bücher

and 16 kilometers of phone books.

und 16 km Telefonbücher.

That's one patient, one data set.

Das ist ein Patient, ein einziger Datensatz.

And this is what we have to deal with.

Das ist es, womit wir es zu tun haben.

So this is really the enormous challenge that we have.

Das ist also die ungeheure Herausforderung, die vor uns liegt.

And already today -- this is 25,000 images.

Und schon heute: Das hier sind 25.000 Aufnahmen.

Imagine the days

Denken Sie daran, wie es war,

when we had radiologists doing this.

als wir das noch von Radiologen haben machen lassen.

They would put up 25,000 images,

Die hätten 25.000 Aufnahmen aufgehängt,

they would go like this, "25,0000, okay, okay.

die hätten das so gemacht: »25.0000, gut, gut.

There is the problem."

Hier ist das Problem.«

They can't do that anymore. That's impossible.

Die können das nicht mehr leisten; das ist unmöglich.

So we have to do something that's a little bit more intelligent than doing this.

Wir müssen uns also etwas Schlaueres ausdenken.

So what we do is that we put all these slices together.

Was wir also tun, ist Folgendes: Wir legen alle diese Schichten aufeinander.

Imagine that you slice your body in all these directions,

Stellen Sie sich vor, dass Sie einen Körper in alle diese Richtungen zerschneiden

and then you try to put the slices back together again

und dann versuchen, diese Scheiben wieder

into a pile of data, into a block of data.

zu einem Stapel von Daten zusammenzufügen, zu einem Datenblock.

So this is really what we're doing.

Das ist also, was wir wirklich tun.

So this gigabyte or terabyte of data, we're putting it into this block.

Wir nehmen ein Giga- oder Terabyte Daten und packen es auf einen Stapel.

But of course, the block of data

Aber natürlich beinhaltet dieser Datensatz

just contains the amount of X-ray

nur die Anzahl an Röntgenstrahlung,

that's been absorbed in each point in the human body.

die an einem bestimmtem Punkt des menschlichen Körper absorbiert wurde.

So what we need to do is to figure out a way

Wir müssen also einen Weg finden,

of looking at the things we do want to look at

die Dinge zu sehen, die wir sehen möchten.

and make things transparent that we don't want to look at.

und Dinge, die wir nicht sehen wollen, auszublenden.

So transforming the data set

Den Datensatz zu verwandeln,

into something that looks like this.

in etwas, das so aussieht.

And this is a challenge.

Und das ist eine Herausforderung.

This is a huge challenge for us to do that.

Es ist eine ungeheure Herausforderung.

Using computers, even though they're getting faster and better all the time,

Selbst mit Computern, die immer schneller und besser werden,

it's a challenge to deal with gigabytes of data,

ist es eine Herausforderung, mit Gigabytes an Daten,

terabytes of data

Terabytes an Daten, zu arbeiten

and extracting the relevant information.

und die relevanten Informationen herauszufischen.

I want to look at the heart.

Ich will das Herz sehen können,

I want to look at the blood vessels. I want to look at the liver.

Ich will die Blutgefässe sehen, die Leber.

Maybe even find a tumor,

Vielleicht kann ich sogar einen Tumor

in some cases.

finden.

So this is where this little dear comes into play.

Hier kommt dieser kleine Spatz ins Spiel.

This is my daughter.

Das ist meine Tochter.

This is as of 9 a.m. this morning.

Das ist von heute früh 9:00 Uhr.

She's playing a computer game.

Sie spielt ein Computerspiel.

She's only two years old,

Sie ist erst zwei Jahre alt,

and she's having a blast.

und sie hat einen Heidenspaß.

So she's really the driving force

Sie ist die eigentliche Antriebskraft

behind the development of graphics-processing units.

hinter der Entwicklung von Grafikprozessoren.

As long as kids are playing computer games,

Solange Kinder Computerspiele spielen,

graphics is getting better and better and better.

wird deren Grafik besser und besser und besser.

So please go back home, tell your kids to play more games,

Gehen Sie also nach Hause und bitten Sie Ihre Kinder, mehr Spiele zu spielen,

because that's what I need.

denn das ist es, was ich brauche.

So what's inside of this machine

Das, was in dieser Maschine steckt,

is what enables me to do the things that I'm doing

ermöglicht es mir, das zu tun, was ich

with the medical data.

mit medizinischen Daten tue.

So really what I'm doing is using these fantastic little devices.

Ich benutze also diese fantastischen kleinen Geräte.

And you know, going back

Und wissen Sie, vor zehn Jahren,

maybe 10 years in time

es war vor ungefähr 10 Jahren,

when I got the funding

als ich die Fördergelder bekam,

to buy my first graphics computer --

um meinen ersten Grafikcomputer zu kaufen.

it was a huge machine.

Es war eine riesige Maschine.

It was cabinets of processors and storage and everything.

Es war ein Schrank voll mit Prozessoren und Speicher und allem Möglichen.

I paid about one million dollars for that machine.

Ich habe rund eine Million Dollar für diese Maschine bezahlt.

That machine is, today, about as fast as my iPhone.

Heute ist sie ungefähr so schnell wie mein iPhone.

So every month there are new graphics cards coming out,

Jeden Monat kommen neue Grafikkarten heraus.

and here is a few of the latest ones from the vendors --

Hier sind einige der neuesten:

NVIDIA, ATI, Intel is out there as well.

NVIDIA, ATI, Intel ist auch dabei.

And you know, for a few hundred bucks

Und wissen Sie, für ein paar Hunderter

you can get these things and put them into your computer,

kann man diese Dinge kaufen und in einen Computer einbauen

and you can do fantastic things with these graphics cards.

und fantastische Sachen damit tun.

So this is really what's enabling us

Das also ist es, was es uns wirklich erlaubt,

to deal with the explosion of data in medicine,

die Explosion von Daten in der Medizin aufzufangen;

together with some really nifty work

dies und ein wenig wirklich raffinierter Arbeit

in terms of algorithms --

hinsichtlich Algorithmen

compressing data,

und Datenkompression.

extracting the relevant information that people are doing research on.

So beziehen wir die relevanten Informationen aus dem, woran Menschen forschen.

So I'm going to show you a few examples of what we can do.

Ich werde Ihnen einige Beispiele zeigen von dem, was möglich ist.

This is a data set that was captured using a CT scanner.

Dies hier ist ein Datensatz, der mittels eines CT-Scanners erfasst wurde.

You can see that this is a full data [set].

Wie Sie sehen, ist es ein vollständiger Datensatz.

It's a woman. You can see the hair.

Es ist eine Frau. Sie können ihr Haar sehen.

You can see the individual structures of the woman.

Man kann jeden einzelnen Knochen sehen.

You can see that there is [a] scattering of X-rays

Man kann sehen, dass Röntgenstrahlung gestreut werden:

on the teeth, the metal in the teeth.

von den Zähnen, dem Metall in den Zähnen.

That's where those artifacts are coming from.

Daher kommen also diese Artefakte.

But fully interactively

Aber wirklich interaktiv wird es

on standard graphics cards on a normal computer,

mit Standard-Grafikkarten in ganz normalen Rechnern.

I can just put in a clip plane.

Ich kann einfach eine Schnittebene anlegen

And of course all the data is inside,

Und natürlich stecken alle Daten da drin.

so I can start rotating, I can look at it from different angles,

Ich kann anfangen, sie zu drehen, ich kann sie von verschiedenen Winkeln betrachten,

and I can see that this woman had a problem.

und ich kann sehen, dass diese Frau ein Problem hatte.

She had a bleeding up in the brain,

Sie hatte eine Blutung im Gehirn,

and that's been fixed with a little stent,

und die wurde mit ein kleinen Stent repariert,

a metal clamp that's tightening up the vessel.

einer Metallklammer, die das Gefäß zusammenpresst.

And just by changing the functions,

Und nur dadurch, dass ich die Einstellungen verändere,

then I can decide what's going to be transparent

kann ich dann entscheiden, was transparent

and what's going to be visible.

und was sichtbar sein wird.

I can look at the skull structure,

Ich kann die Schädelknochen betrachten.

and I can see that, okay, this is where they opened up the skull on this woman,

Das sieht okay aus, hier haben sie den Schädel dieser Frau geöffnet,

and that's where they went in.

und hier sind sie reingegangen.

So these are fantastic images.

Dies sind also fantastische Aufnahmen

They're really high resolution,

mit einer wirklich guten Auflösung.

and they're really showing us what we can do

Sie zeigen uns, was wir

with standard graphics cards today.

heute mit Standard-Grafikkarten alles machen können.

Now we have really made use of this,

Wir haben versucht, das auszunutzen, so gut es geht,

and we have tried to squeeze a lot of data

und wir haben versucht, eine große Menge Daten ins

into the system.

System zu bekommen.

And one of the applications that we've been working on --

Eine der Anwendungen, mit denen wir gearbeitet haben

and this has gotten a little bit of traction worldwide --

(und das hat weltweit immerhin für etwas Wirbel gesorgt),

is the application of virtual autopsies.

sind virtuelle Autopsien.

So again, looking at very, very large data sets,

Also nochmal, es geht um sehr, sehr große Datenmengen:

and you saw those full-body scans that we can do.

Sie haben ja diese Ganzkörperscans gesehen, die wir machen können.

We're just pushing the body through the whole CT scanner,

Wir schicken den Körper einfach nur durch den gesamten CT-Scanner

and just in a few seconds we can get a full-body data set.

und in nur wenigen Sekunden erhalten wir einen Datensatz für einen kompletten Körper.

So this is from a virtual autopsy.

Diese Aufnahmen stammen von einer virtuellen Autopsie.

And you can see how I'm gradually peeling off.

Sie können sehen, wie ich Schicht um Schicht ablöse.

First you saw the body bag that the body came in,

Zuerst haben Sie den Leichensack mit dem Körper gesehen.

then I'm peeling off the skin -- you can see the muscles --

Nun löse ich die Haut ab. Sie können die Muskeln sehen.

and eventually you can see the bone structure of this woman.

Schließlich sehen Sie die Knochenstruktur dieser Frau.

Now at this point, I would also like to emphasize

An dieser Stelle möchte ich betonen,

that, with the greatest respect

dass ich mit dem allergrößten Respekt

for the people that I'm now going to show --

für die Menschen, die ich Ihnen gleich zeigen werde

I'm going to show you a few cases of virtual autopsies --

(Ich werde Ihnen einige Beispiele von virtuelle Autopsien zeigen),

so it's with great respect for the people

es geschieht also mit großen Respekt für die Menschen,

that have died under violent circumstances

die unter gewalttätigen Umständen gestorben sind,

that I'm showing these pictures to you.

dass ich Ihnen die folgenden Aufnahmen zeige.

In the forensic case --

In einem forensischen Fall ...

and this is something

und davon

that ... there's been approximately 400 cases so far

gab es bis jetzt ungefähr 400 Fälle,

just in the part of Sweden that I come from

allein in dem Teil von Schweden, woher ich komme,

that has been undergoing virtual autopsies

bei denen in den letzten vier Jahren

in the past four years.

virtuelle Autopsien durchgeführt wurden.

So this will be the typical workflow situation.

So sieht also ein typischer Arbeitsablauf aus.

The police will decide --

Die Polizei wird entscheiden

in the evening, when there's a case coming in --

(am selben Abend, wenn ein Fall hereinkommt)

they will decide, okay, is this a case where we need to do an autopsy?

werden sie entscheiden, okay, das ist ein Fall, bei dem wir eine Autopsie durchführen müssen.

So in the morning, in between six and seven in the morning,

Am Morgen, so zwischen sechs und sieben Uhr,

the body is then transported inside of the body bag

wird der Körper dann im Leichensack

to our center

zu unserer Abteilung gebracht

and is being scanned through one of the CT scanners.

und in einem der CT-Scanner gescannt.

And then the radiologist, together with the pathologist

Dann sieht sich ein Radiologe zusammen mit einem Pathologen

and sometimes the forensic scientist,

und manchmal auch ein forensicher Wissenschaftler,

looks at the data that's coming out,

die Daten an, die dabei herauskommen.

and they have a joint session.

Gemeinsam entscheiden sie,

And then they decide what to do in the real physical autopsy after that.

was in der anschließenden echten Autopsie getan werden muss.

Now looking at a few cases,

Lassen Sie uns einige Fälle ansehen;

here's one of the first cases that we had.

dies ist einer unserer ersten Fälle.

You can really see the details of the data set.

Sie können die genauen Einzelheiten sehen,

It's very high-resolution,

es ist eine Aufnahme mit wirklich hoher Auflösung.

and it's our algorithms that allow us

Und es sind unsere Algorithmen, die es uns ermöglichen

to zoom in on all the details.

an diese Details heranzuzoomen.

And again, it's fully interactive,

Noch mal, es ist komplett interaktiv,

so you can rotate and you can look at things in real time

man kann es drehen und sich die Dinge in Echtzeit ansehen

on these systems here.

auf diesen Systemen.

Without saying too much about this case,

Ohne zu viel über diesen Fall zu sagen,

this is a traffic accident,

dies ist ein Verkehrsunfall:

a drunk driver hit a woman.

Ein betrunkener Fahrer überfuhr eine Frau.

And it's very, very easy to see the damages on the bone structure.

Und es ist sehr, sehr leicht, die Schäden an der Knochenstruktur zu sehen.

And the cause of death is the broken neck.

Die Todesursache ist der gebrochene Hals.

And this women also ended up under the car,

Und diese Frau ist auch unter das Auto geraten,

so she's quite badly beaten up

sie ist wirklich schwer zugerichtet worden

by this injury.

durch diese Verletzung.

Here's another case, a knifing.

Hier ist ein anderer Fall, eine Messerstecherei.

And this is also again showing us what we can do.

Und das zeigt uns noch mal, was wir tun können.

It's very easy to look at metal artifacts

Metallartefakte können

that we can show inside of the body.

im Körper sehr leicht nachgewiesen werden.

You can also see some of the artifacts from the teeth --

Sie können auch einige der Artefakte sehen, die durch die Zähne verursacht werden,

that's actually the filling of the teeth --

besser gesagt, die Zahnfüllungen.

but because I've set the functions to show me metal

Aber weil ich die Einstellungen so vorgenommen habe, dass sie mir Metall zeigen,

and make everything else transparent.

und alles andere unsichtbar wird ...

Here's another violent case. This really didn't kill the person.

Hier ist noch ein sehr brutaler Fall. Das Opfer wurde aber nicht umgebracht.

The person was killed by stabs in the heart,

Dieses Opfer wurde durch Stiche ins Herz getötet,

but they just deposited the knife

Aber die Täter ließen das Messer zurück.

by putting it through one of the eyeballs.

Sie bohrten es durch einen der Augäpfel.

Here's another case.

Hier ist noch ein Fall.

It's very interesting for us

Es ist sehr interessant für uns,

to be able to look at things like knife stabbings.

Verbrechen wie Messerstechereien zu analysieren.

Here you can see that knife went through the heart.

Hier können Sie sehen, wie das Messer ins Herz eingedrungen ist.

It's very easy to see how air has been leaking

Man kann leicht sehen, wie Luft

from one part to another part,

von einem Teil zum anderen gewandert ist,

which is difficult to do in a normal, standard, physical autopsy.

was in einer normalen, klassischen Autopsie schwer auszumachen ist.

So it really, really helps

Dieses Vorgehen hilft also

the criminal investigation

bei einer kriminellen Untersuchung wirklich sehr,

to establish the cause of death,

die Todesursache festzustellen,

and in some cases also directing the investigation in the right direction

und in einigen Fällen die Untersuchung in die richtige Richtung zu lenken,

to find out who the killer really was.

und herauszufinden, wer wirklich der Mörder ist.

Here's another case that I think is interesting.

Hier ist noch ein Fall, den ich interessant finde.

Here you can see a bullet

Hier sehen Sie eine Gewehrkugel,

that has lodged just next to the spine on this person.

die dicht neben der Wirbelsäule dieses Menschen eingedrungen ist.

And what we've done is that we've turned the bullet into a light source,

Was wir also gemacht haben, war, diese Gewehrkugel in eine Lichtquelle zu verwandeln,

so that bullet is actually shining,

so dass die Gewehrkugel richtig leuchtet.

and it makes it really easy to find these fragments.

Das macht es sehr leicht, diese Fragmente

During a physical autopsy,

während einer physischen Autopsie zu finden,

if you actually have to dig through the body to find these fragments,

Wenn Sie sich durch den Körper wühlen müssten, um diese Fragmente zu finden,

that's actually quite hard to do.

Das ist schon ziemlich schwierig.

One of the things that I'm really, really happy

Eines der Dinge, die ich Ihnen hier und heute

to be able to show you here today

wirklich gerne zeige,

is our virtual autopsy table.

ist unser virtueller Autopsietisch.

It's a touch device that we have developed

Es ist ein Touch-Device, das wir

based on these algorithms, using standard graphics GPUs.

mit Standard-Grafikkarten basierend auf diesen Algorithmen entwickelt haben.

It actually looks like this,

Es sieht so aus:

just to give you a feeling for what it looks like.

nur um Ihnen ein Gefühl zu geben dafür, wie es aussieht.

It really just works like a huge iPhone.

Es funktioniert eigentlich so wie ein großes iPhone.

So we've implemented

Wir haben also

all the gestures you can do on the table,

alle diese Gesten, die man direkt auf dem Tisch machen kann,

and you can think of it as an enormous touch interface.

und Sie können es als ein riesiges Touch-Screen-Interface betrachten.

So if you were thinking of buying an iPad,

Falls Sie also ein iPad kaufen wollen,

forget about it. This is what you want instead.

vergessen Sie es; das hier ist, was Sie wirklich wollen.

Steve, I hope you're listening to this, all right.

Steve, ich hoffe, dass du dir das hier anhörst, okay?

So it's a very nice little device.

Es ist also ein sehr nettes, kleines Gerät.

So if you have the opportunity, please try it out.

Falls Sie jemals die Gelegenheit haben, dann probieren Sie es bitte aus.

It's really a hands-on experience.

Es ist wirklich eine praktische Erfahrung.

So it gained some traction, and we're trying to roll this out

Es gibt schon einiges Interesse daran und wir wollen es auf den Markt zu bringen

and trying to use it for educational purposes,

und für Lehrzwecke einsetzen.

but also, perhaps in the future,

Vielleicht können wir es auch auch demnächst

in a more clinical situation.

in einer eher klinischen Situation anwenden.

There's a YouTube video that you can download and look at this,

Es gibt ein YouTube-Video, das Sie herunterladen und angucken können,

if you want to convey the information to other people

falls Sie Informationen über virtuelle Autopsien

about virtual autopsies.

an andere Menschen weitergeben wollen.

Okay, now that we're talking about touch,

Okay, jetzt da wir über »Berühren« reden,

let me move on to really "touching" data.

lassen Sie mich über die wirklich anrührende Daten reden.

And this is a bit of science fiction now,

Das ist jetzt ein bisschen Science Fiction.

so we're moving into really the future.

Wir bewegen uns also wirklich in die Zukunft.

This is not really what the medical doctors are using right now,

Dies ist nicht wirklich das, was die Ärzte momentan benutzen,

but I hope they will in the future.

aber ich hoffe, dass sie es in Zukunft tun.

So what you're seeing on the left is a touch device.

Was Sie da auf der linken Seite sehen, ist ein Touch Device.

It's a little mechanical pen

Es ist ein kleiner, mechanischer Stift,

that has very, very fast step motors inside of the pen.

der in seinem Inneren sehr, sehr schnelle Schrittmotoren eingebaut hat.

And so I can generate a force feedback.

Ich kann also eine Kraftrückmeldung erzeugen.

So when I virtually touch data,

Wenn ich also Daten virtuell berühre,

it will generate forces in the pen, so I get a feedback.

kann das Kräfte in dem Stift erzeugen, so dass ich eine Rückmeldung erhalte.

So in this particular situation,

Also in dieser besonderen Situation

it's a scan of a living person.

ist das ein Scan von einer lebenden Person.

I have this pen, and I look at the data,

Ich habe diesen Stift und ich sehe mir die Daten an,

and I move the pen towards the head,

bewege den Stift in Richtung seines Kopfes

and all of a sudden I feel resistance.

und plötzlich fühle ich eine Widerstand.

So I can feel the skin.

Ich kann Haut fühlen.

If I push a little bit harder, I'll go through the skin,

Wenn ich ein bisschen fester drücke, gehe ich durch die Haut

and I can feel the bone structure inside.

und kann die Knochenstruktur im Inneren fühlen.

If I push even harder, I'll go through the bone structure,

Wenn ich noch fester drücke, werde ich durch die Knochenstruktur gehen,

especially close to the ear where the bone is very soft.

besonders am Ohr, wo die Knochen sehr weich sind.

And then I can feel the brain inside, and this will be the slushy like this.

Und dann kann ich das Gehirn im Inneren fühlen, und es wird schwammig sein, so wie hier.

So this is really nice.

Dies ist also wirklich klasse.

And to take that even further, this is a heart.

Und um einen Schritt weiter zu gehen, haben wir hier ein Herz.

And this is also due to these fantastic new scanners,

Und auch dies verdanken wir diesen fantastischen neuen Scannern,

that just in 0.3 seconds,

dass wir in nur 0,3 Sekunden

I can scan the whole heart,

das ganze Herz scannen können.

and I can do that with time resolution.

Ich kann das mit einer zeitlichen Auflösung machen.

So just looking at this heart,

Ich schaue nur auf das Herz

I can play back a video here.

und kann ein ein Video abspielen.

And this is Karljohan, one of my graduate students

Und dies ist Karl Johan, einer meiner Magisterstudenten,

who's been working on this project.

der an diesem Projekt arbeitet.

And he's sitting there in front of the Haptic device, the force feedback system,

Und er sitzt da vor dem haptischen Apparat, dem Kraft-Rückmelde-System

and he's moving his pen towards the heart,

und er bewegt seinen Stift in Richtung Herz,

and the heart is now beating in front of him,

und das Herz schlägt direkt vor ihm.

so he can see how the heart is beating.

so dass er sehen kann, wie das Herz schlägt.

He's taken the pen, and he's moving it towards the heart,

Er hat den Stift genommen und er bewegt ihn in Richtung Herz

and he's putting it on the heart,

und er platziert ihn auf dem Herzen

and then he feels the heartbeats from the real living patient.

und er kann den Herzschlag des lebenden Patienten fühlen.

Then he can examine how the heart is moving.

Dann kann er untersuchen, wie das Herz sich bewegt.

He can go inside, push inside of the heart,

Er kann reingehen und das Innere des Herzen drücken,

and really feel how the valves are moving.

und er kann fühlen, wie die Herzklappen sich bewegen.

And this, I think, is really the future for heart surgeons.

Dies, so glaube ich, ist die Zukunft für Herzchirurgen.

I mean it's probably the wet dream for a heart surgeon

Ich glaube, das ist der feuchteTraum eines Herzchirurgen, dass er

to be able to go inside of the patient's heart

ins Innere eines Herzens gelangt,

before you actually do surgery,

noch bevor es zur eigentlichen Operation kommt,

and do that with high-quality resolution data.

und das alles mit Daten höchster Auflösung.

So this is really neat.

Dass ist wirklich Klasse.

Now we're going even further into science fiction.

Jetzt gehen wir weiter in den Science-Fiction-Bereich.

And we heard a little bit about functional MRI.

Wir wissen also ein klein wenig über funktionierende Magnetresonanztomografie.

Now this is really an interesting project.

Das ist jetzt ein wirklich interessantes Projekt.

MRI is using magnetic fields

Magnetresonanztomografie benutzt Magnetfelder

and radio frequencies

und Radiowellen,

to scan the brain, or any part of the body.

um das Gehirn oder irgendeinen Teil des Körper zu scannen.

So what we're really getting out of this

Was wir wirklich dabei herausbekommen,

is information of the structure of the brain,

sind Informationen über den Aufbau des Gehirns,

but we can also measure the difference

aber wir können auch den Unterschied messen

in magnetic properties of blood that's oxygenated

von Blut, das sauerstoffangereichert ist,

and blood that's depleted of oxygen.

und Blut, das nicht sauerstoffangereichert ist.

That means that it's possible

Das bedeutet, dass es möglich ist,

to map out the activity of the brain.

eine Landkarte der Gehirnaktivitäten zu entwerfen.

So this is something that we've been working on.

Das ist also etwas, woran wir an gearbeitet haben.

And you just saw Motts the research engineer, there,

Und Sie haben gerade gesehen, wie Motts, der Forschungsingenieur,

going into the MRI system,

in den MRT gegangen ist und dabei

and he was wearing goggles.

eine Brille trug.

So he could actually see things in the goggles.

Also er kann mit dieser Brille richtig sehen.

So I could present things to him while he's in the scanner.

Ich kann ihm Sachen zeigen, während er im Scanner ist.

And this is a little bit freaky,

Und das ist ein bisschen abgefahren,

because what Motts is seeing is actually this.

weil das, was Motts sieht, das hier ist:

He's seeing his own brain.

Er sieht sein eigenes Gehirn.

So Motts is doing something here,

Motts macht da also etwas im MRT.

and probably he is going like this with his right hand,

Wahrscheinlich macht er so mit seiner rechten Hand,

because the left side is activated

weil die linke Hälfte des

on the motor cortex.

motorischen Kortex aktiv ist.

And then he can see that at the same time.

Und er kann das gleichzeitig sehen.

These visualizations are brand new.

Diese Veranschaulichungen sind brandneu.

And this is something that we've been researching for a little while.

Und das ist etwas, woran wir schon seit einer Weile forschen.

This is another sequence of Motts' brain.

Dies ist noch eine Sequenz von Motts Gehirn.

And here we asked Motts to calculate backwards from 100.

Hier baten wir ihn, von 100 rückwärts zu zählen.

So he's going "100, 97, 94."

Also zählt er: 100, 97, 94.

And then he's going backwards.

Er zählt rückwärts.

And you can see how the little math processor is working up here in his brain

Und Sie können sehen, wie der kleine Mathematikprozessor hier in seinem Gehirn arbeitet

and is lighting up the whole brain.

und das ganze Gehirn erhellt.

Well this is fantastic. We can do this in real time.

Das ist fantastisch. Wir können das in Echtzeit machen.

We can investigate things. We can tell him to do things.

Wir können Sachen untersuchen. Wir können ihm befehlen, Dinge zu tun.

You can also see that his visual cortex

Wir können auch sehen, dass sein visueller Kortex

is activated in the back of the head,

am Hinterkopf aktiv ist,

because that's where he's seeing, he's seeing his own brain.

denn dort sieht er, er sieht sein eigenes Gehirn.

And he's also hearing our instructions

Er hört unsere Befehle auch,

when we tell him to do things.

wenn wir ihm etwas befehlen.

The signal is really deep inside of the brain as well,

Das Signal sitzt sehr tief im Inneren des Gehirns,

and it's shining through,

aber es leuchtet bis an die Oberfläche,

because all of the data is inside this volume.

weil alle Informationen sich im Innern dieses Bereichs befinden.

And in just a second here you will see --

Und in nur einer Sekunde hier können Sie sehen –

okay, here. Motts, now move your left foot.

Okay, hier. Motts, bewege deinen linken Fuß.

So he's going like this.

Also tut er es.

For 20 seconds he's going like that,

20 Sekunden lang macht er so.

and all of a sudden it lights up up here.

Dann plötzlich leuchtet es hier.

So we've got motor cortex activation up there.

Wir haben hier also eine Aktivierung des motorischen Kortex.

So this is really, really nice,

Das ist also wirklich, wirklich nett.

and I think this is a great tool.

Und ich glaube, dass dies ein fantastisches Werkzeug ist.

And connecting also with the previous talk here,

Um hier an den vorhergehenden Vortrag anzuknüpfen,

this is something that we could use as a tool

dies ist etwas, das uns helfen kann,

to really understand

wirklich zu verstehen,

how the neurons are working, how the brain is working,

wie Neuronen funktionieren, wie das Gehirn funktioniert.

and we can do this with very, very high visual quality

Wir können das mit sehr, sehr hoher visueller Qualität

and very fast resolution.

und sehr hoher Auflösung erreichen.

Now we're also having a bit of fun at the center.

Wir haben aber auch ein bisschen Spaß am Institut.

So this is a CAT scan -- Computer Aided Tomography.

Dies ist also ein CAT-Scan – »Computertomografie«.

So this is a lion from the local zoo

Dies ist eine Löwin aus dem Zoo hier

outside of Norrkoping in Kolmarden, Elsa.

außerhalb von Norrköping in Kolmarden, Elsa.

So she came to the center,

Sie kam also zu uns ans Institut

and they sedated her

und wurde betäubt und

and then put her straight into the scanner.

dann kam sie sofort in den Scanner.

And then, of course, I get the whole data set from the lion.

Und dann, natürlich, bekomme ich den gesamten Datensatz der Löwin.

And I can do very nice images like this.

Und ich kann sehr schöne Aufnahmen wie diese hier machen.

I can peel off the layer of the lion.

Ich kann die Haut der Löwin ablösen.

I can look inside of it.

Ich kann in ihr Innerstes sehen.

And we've been experimenting with this.

Und damit experimentieren wir seit einiger Zeit.

And I think this is a great application

Und ich glaube, dies eine der ganz großen zukünftigen Anwendungen

for the future of this technology,

dieser Technologie.

because there's very little known about the animal anatomy.

Wir wissen noch sehr wenig über die Anatomie von Tieren ...

What's known out there for veterinarians is kind of basic information.

Tierärzten steht eine Art Basisinformationen zur Verfügung.

We can scan all sorts of things,

Wir können alles Mögliche scannen,

all sorts of animals.

alle Arten von Tieren.

The only problem is to fit it into the machine.

Das einzige Problem ist, wie wir sie in die Maschine bekommen.

So here's a bear.

Hier ist also ein Bär.

It was kind of hard to get it in.

Es war schwer, ihn hinein zu bekommen.

And the bear is a cuddly, friendly animal.

Und ein Bär ist ein kuscheliges, freundliches Tier.

And here it is. Here is the nose of the bear.

Und hier ist sie. Hier ist die Nase des Bären.

And you might want to cuddle this one,

Und Sie wollen ihn vielleicht streicheln,

until you change the functions and look at this.

bis Sie die Einstellungen ändern und das hier sehen.

So be aware of the bear.

Also: Achtung vor dem Bären.

So with that,

Hiermit

I'd like to thank all the people

möchte ich gerne allen Menschen danken,

who have helped me to generate these images.

die mir geholfen haben, diese Aufnahmen zu machen.

It's a huge effort that goes into doing this,

Es hat eines ungeheuren Aufwands bedurft,

gathering the data and developing the algorithms,

alle Daten zusammeln und die Algorithmen zu entwickeln,

writing all the software.

die Software zu schreiben.

So, some very talented people.

Also, sehr begabte Menschen.

My motto is always, I only hire people that are smarter than I am

Mein Motto ist: Ich stelle nur Leute ein, die klüger sind als ich.

and most of these are smarter than I am.

Und die meisten von ihnen sind klüger als ich.

So thank you very much.

Also, vielen Dank.

(Applause)

(Applaus)