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Arterienverkalkung: Neue Software soll frühzeitige Diagnose ermöglichen

Die Abbildung zeigt Herzkranzgefäße basierend auf einem CT-Scan.

Die Abbildung zeigt eine ursprünglichen CT-Aufnahme und die herausgerechneten „Features“. Dabei sieht man der Reihe nach: Segmentierung, Gefäßwand, Linienrepräsentation des Gefäßbaumes und den Ausschnitt einer Blutflußsimulation

Zu wenig Bewegung, zu fettreiches Essen, viele Zigaretten – Faktoren wie diese begünstigen eine Arterienverkalkung, von Experten auch Arteriosklerose genannt. Wenn das Blut nicht mehr richtig durch die Adern gepumpt wird, kann es zu Herzinfarkten oder Schlaganfällen kommen. Ärzte können die Erkrankung meist erst im fortgeschrittenen Stadium diagnostizieren. Dies zu ändern, daran arbeitet Doktorandin Christina Gillmann an der TU Kaiserslautern: Die Informatikerin entwickelt derzeit ein Computerprogramm, mit dem Mediziner die Verkalkung schon frühzeitig aufzuspüren sollen. Für ihr Verfahren nutzt sie Bilddaten aus Computertomographien (CT).

Laut der deutschen Gefäßliga leiden in Deutschland rund vier Millionen Menschen an einer Arterienverkalkung. In den Industrieländern ist sie sogar für die Hälfte aller Todesfälle verantwortlich. „Die Erkrankung wird oft erst im fortgeschrittenen Stadium entdeckt“, weiß Christina Gillmann, Doktorandin am Lehrstuhl „Computer Graphics and Human Computer Interaction“ von Professor Dr. Hans Hagen. „Ärzte können die Ablagerungen in den Blutgefäßen auf CT-Bildern zum Beispiel erst erkennen, wenn schon dickere Schichten an den Gefäßwänden vorhanden sind.“ Um die Patienten zu therapieren, hilft dann meist nur noch eine aufwendige Operation. Wird sie aber rechtzeitig erkannt, könnten Betroffene die Krankheit mit gesunder Ernährung und Bewegung in den Griff bekommen.

Gillmann entwickelt derzeit ein Computerprogramm, das Ärzten dabei helfen soll, früh eine Diagnose zu stellen. Dabei nutzt sie bereits vorhandene CT-Bilder. Diese Röntgentechnik liefert Medizinern schichtweise Patienten-Bilder, die meist in Graustufen dargestellt werden. „Die Auflösung der Bilder ist hierbei nicht sehr hoch“, so die Informatikerin weiter. „Um die Arteriosklerose im Frühstadium zu erkennen, müssen die Daten anders aufbereitet werden.“ Zwar gebe es derzeit schon Technologien, mit deren Hilfe solche Werte aus den CT-Daten herausgelesen werden könnten. Sie seien aber schlicht zu kompliziert und für Mediziner im Praxisalltag nicht anwendbar.

Für ihr Computerprogramm filtert Gillmann zusätzliche Informationen aus den CT-Bildern heraus. Sie kann auf diese Weise etwa die Verzweigungen der Arterien genau darstellen. Die Kaiserslauterer Forscherin arbeitet dabei eng mit Medizinern aus dem US-amerikanischen Dayton um Professor Dr. Thomas Wischgoll und aus Kolumbien um Professor Dr. José Tiberio Hernández Peñaloza zusammen. Das Verfahren ist aber nicht nur für die Medizin interessant: Industrieunternehmen könnten mit seiner Hilfe beispielsweise ihre Produkte gezielter durchleuchten, um mögliche Schadstellen aufzuspüren.

Die Informatikerin steht erst am Anfang ihrer Arbeit – seit circa einem Jahr beschäftigt sie sich bereits damit, schreibt Softwareprogramme und wertet zahlreiche CT-Bilder aus. Bis ihr System eines Tages in Krankenhäusern zum Einsatz kommen wird, ist es noch ein weiter Weg, der mehrere Jahre Arbeit bedeutet. „Und wenn es funktioniert, muss es natürlich erst klinische Tests durchlaufen, bevor es für die ärztliche Praxis zugelassen wird“, sagt Gillmann, die gerade von einem zweimonatigen Forschungsaufenthalt in Kolumbien zurückgekommen ist. Hier hat sie mit Ärzten weiter daran gearbeitet, dass Arterienverkalkung eines Tages frühzeitig erkannt und ohne Operation behandelt werden kann.

 

Pressefotos finden Sie unter https://idw-online.de/de/news660004 . Die Fotos sind im Rahmen der Berichterstattung kostenfrei.

 

Fragen beantwortet:

Christina Gillmann
Computer Graphics and HCI
Tel.: 0631-205-2642
E-Mail: c_gillma(at)cs.uni-kl.de

Die TU Kaiserslautern ist die einzige technisch-ingenieurwissenschaftlich ausgerichtete Universität in Rheinland-Pfalz. Zukunftsorientierte Studiengänge, eine praxisnahe Ausbildung und eine moderne Infrastruktur sind die Rahmenbedingungen, die Studierende an der Campus-Universität vorfinden. Die TU Kaiserslautern wurde beim bundesweiten Wettbewerb "Exzellente Lehre" mit dem Exzellenz-Preis für Studium und Lehre ausgezeichnet. Damit stellt die TU den hohen Stellenwert ihrer Studienangebote unter Beweis. Darüber hinaus profitieren die Studierenden und Wissenschaftler von den zahlreichen international renommierten Forschungseinrichtungen, die im Bereich der angewandten Forschung eng mit der TU Kaiserslautern kooperieren.

 

 

Katrin Müller
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