Koronare Herzkrankheiten sind die h?ufigste Todesursache in Industrienationen. Wenn sich die Koronargef??e im K?rper des Menschen mit Ablagerungen (?Plaque“) zusetzen und somit die Sauerstoffzufuhr zum Herzen verschlechtert wird, kann das nicht nur zu Kurzatmigkeit sondern auch zum Herztod führen. Damit es gar nicht erst so weit kommt, arbeitet der Lehrstuhl ?Computergrafik, Visualisierung und Bildverarbeitung“ von Frau Prof. Dr. Gitta Domik des Instituts für Informatik der Universit?t Paderborn daran, die Früherkennung von koronaren Herzkrankheiten und die Operationsplanung zu verbessern. Die Herausforderung dabei ist die schnelle Erkennung und Lokalisierung von Plaque in den Koronarien.
?Es geht darum, die medizinischen Daten so aufzubereiten, dass der behandelnde Arzt anhand von Bildern erkennen kann, ob gef?hrliche Engstellen in den Koronargef??en vorhanden oder im Aufbau sind“, erkl?rt Diplom-Informatiker Stephan Arens, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projektteam. Dabei gilt es zu beachten, dass l?ngst nicht alle Ablagerungen gef?hrliches Potential bergen. ?Es ist daher spannend, bereits im Vorfeld sagen zu k?nnen, ob ein Plaque gef?hrlich werden kann oder nicht“, sagt Arens. ?Die Entscheidung dazu kann noch kein Computer vorwegnehmen, sondern nur ein erfahrener Arzt.“
Dieser will sich bei der Diagnose in die Besonderheiten der Koronarien des Patienten vertiefen sowie Abgrenzungen und die genaue Lage der Plaque erkennen. Dabei dürfen ihn keine unn?tigen Informationen aufhalten – schon aus Zeitgründen nicht, denn erfahrungsgem?? soll eine Diagnose in zehn Minuten abgeschlossen sein. Die technische Herausforderung, für die anfallenden gro?en Datenmengen eines Brust-CTs eine zeitsparende Methode zu finden, die es den behandelnden ?rzten erm?glicht, zügig die passende Diagnose zu stellen, ist Aufgabe der Informatiker.
Die derzeit wichtigste Visualisierungstechnik für diesen Zweck ist die so genannte Curved Planar Reformation (CPR), die dazu beitr?gt, die enorme Datenmenge zu reduzieren und aus der Informationsflut an Daten lediglich die relevanten herauszufiltern. Die CPR in der an der Universit?t Paderborn weiterentwickelten Form erlaubt ein Ausblenden aller nicht-relevanten Organe im Brustbereich und eine Fokussierung auf die Koronarien: Die den Herzmuskel umspannenden Koronararterien lassen sich abrollen, lang ziehen und um die L?ngsachse drehen, womit eine genaue Lokalisierung der Ablagerungen und Absch?tzung der Distanzen zwischen Plaque m?glich wird. Letzteres ist auch für eine Operationsplanung zum Einsetzen von Stents und Byp?ssen von gro?er Bedeutung. Hinter diesem Algorithmus steckt viel Mathematik und geschickte Programmierung von schnellen Grafikkarten.
Die Güte einer solchen Visualisierungstechnik l?sst sich nur an den erzielten Ergebnissen des Mediziners messen. Von Stephan Arens in letzter Zeit ?fter durchgeführte ?kontrollierte Benutzerexperimente“ k?nnen Zeit und Qualit?t von Diagnosen im Labor messbar machen. 必威体育 sind sehr aufwendig, weshalb der Lehrstuhl Domik einer der wenigen ist, der sich derzeit damit besch?ftigt. Und das, obwohl die Bedeutung der Qualit?tsüberprüfung von visuellen Darstellungen, gerade als Teil der medizinischen Diagnose, immer st?rker gefordert wird.
Um medizinische Daten und auch Know-How auszutauschen, besteht seit 1995 eine Kooperation mit dem Herz- und Diabeteszentrum NRW in Bad Oeynhausen. So entwickeln die Wissenschaftler des Informatik-Instituts seit 2005 die Software ?Volume Studio“, die dann im Herz- und Diabeteszentrum zu Forschungszwecken eingesetzt wird.
Der Artikel steht auch als <link fileadmin uni-aktuell pressefotos maerz forschunginsight_februar2011.pdf _blank>PDF-Datei zur Verfügung.
Autorin: Katharina B?tz, Institut für Informatik
