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02. November 2018 Frühzeitige Diagnose von Arteriosklerose durch neue Software

Die Arterienverkalkung zählt zu den Volkskrankheiten in Deutschland: Rund vier Millionen Menschen sind laut der deutschen Gefäßliga betroffen. Herzinfarkt oder Schlaganfall können die Folge sein, wenn das Blut nicht mehr richtig durch die Adern gepumpt wird. Oft wird die Erkrankung erst im fortgeschrittenen Stadium diagnostiziert. Kaiserslauterer Informatiker arbeiten an einer Software, mit der Ärzte die Verkalkung früh aufspüren, aber auch Operationen besser planen können. Dazu nutzen sie Bilddaten aus Computertomografien (CT). Auf der Medizintechnikmesse Medica vom 12. bis 15. November in Düsseldorf stellen sie die Technik am Forschungsstand (Halle 7a, Stand B06) von Rheinland-Pfalz vor.
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Wenig Bewegung, fettes Essen, viele Zigaretten – solche Faktoren begünstigen eine Arterienverkalkung. In den Industrieländern ist die Erkrankung für die Hälfte aller Todesfälle verantwortlich. „Entdeckt wird sie meist erst, wenn sie schon fortgeschritten ist“, sagt Christina Gillmann, Kaiserslautern. „Auf CT-Bildern können Mediziner diese Ablagerungen zum Beispiel erst erkennen, wenn schon dickere Schichten an den Gefäßwänden vorhanden sind.“ Als Therapie kommt dann nur noch eine Operation in Frage. 

CT-Diagnostik allein unzureichend 

Wird die Arteriosklerose aber früh entdeckt, können Betroffene sie mit gesunder Ernährung und Bewegung in den Griff bekommen. Daran arbeiten die Informatiker um Gillmann. Sie entwickeln ein Computerprogramm, das Ärzten helfen soll, früh eine Diagnose zu stellen. Zum Einsatz kommen bei dem Verfahren bereits vorhandene CT-Bilder. Diese Röntgentechnik liefert Ärzten schichtweise Patienten-Bilder, die meist in Graustufen gezeigt werden. „Die Auflösung dieser Bilder ist nicht sehr hoch“, sagt die Informatikerin. „Um die Arteriosklerose im Frühstadium zu erkennen, müssen die Daten anders aufbereitet werden.“ 

Für seine Software filtert das Team um Gillmann zusätzliche Informationen aus den CT-Aufnahmen heraus. So sind sie beispielsweise in der Lage, die Verzweigungen der Arterien genau darzustellen und den Fortschritt der Krankheit besser zu klassifizieren und zu lokalisieren. Des Weiteren analysieren die Informatiker verschiedene Katheter-Arten, die bei den Operationen zum Einsatz kommen können. Auf diese Weise lässt sich die bestmögliche Variante für den einzelnen Patienten finden und das Risiko senken, dass es zu möglichen Komplikationen während und nach der Operation kommen kann. Die Forscher der TUK entwickeln ihr System in Zusammenarbeit mit Ärzten aus dem US-amerikanischen Dayton um Professor Dr. Thomas Wischgoll und aus Kolumbien um Professor Dr. José Tiberio Hernández Peñaloza. 

Anwendbarkeit noch nicht gegeben

Bis das System eines Tages in Krankenhäusern zum Einsatz kommen wird, braucht es allerdings noch ein paar Jahre Entwicklungsarbeit. Das Verfahren ist darüber hinaus auch für Industrieunternehmen von Interesse. Sie könnten mit der Technik etwa ihre Produkte gezielter durchleuchten, um mögliche Schadstellen aufzuspüren.

Auf der Medica stellen die Wissenschaftler ihr Verfahren am rheinland-pfälzischen Forschungsstand vor. 

Gillmann forscht im Lehrgebiet „Computer Graphics and Human Computer Interaction“ bei Professor Dr. Hans Hagen. Die Arbeitsgruppe forscht schon lange daran, Daten aus Bildgebungsverfahren für die Medizin derart aufzubereiten, dass sie im klinischen Alltag einfach und zuverlässig nutzbar sind. So ist es ihnen etwa gelungen, mit ihren Verfahren Tumore in Bildern deutlicher von gesundem Gewebe abzutrennen. Die Informatiker arbeiten in ihren Projekten eng mit verschiedenen Partnern zusammen, unter anderem mit dem Universitätsklinikum Leipzig und der Premier Health Klinik im US-amerikanischen Bundesstaat Ohio.

Quelle: Technische Universität Kaiserslautern


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