Überschrift: Leben retten in 3D?

Operationen an der Aorta können Leben retten. Um sie zu planen, nutzen Mediziner gewöhnlich Verfahren, die auf Schnittbildern beruhen. Deren Ergebnisse sind aber oft ungenau. Heidelberger Wissenschaftler haben nun ein 3D-Verfahren entwickelt, mit dem sie die Größe und Form von Blutgefäßen genau bestimmen können, um Therapien deutlich zu verbessern.

Die Projektidee

Operation eines Aneurysmas
Operation eines Aneurysmas
© D. Böckler, Universität Heidelberg

Operationen in der Gefäßchirurgie können heute durch die Analyse von Bildern, zum Beispiel aus der Computertomografie, geplant werden. Diese Bilder zeigen horizontale 2D-Schnitte durch den menschlichen Körper und werden in der klinischen Praxis häufig mit 2D-Verfahren analysiert. Krümmungen und unterschiedliche Durchmesser von Blutgefäßen in allen drei Dimensionen lassen sich damit aber nicht gut bestimmen. Die Folge: Das Ergebnis der Bildanalyse ist ungenau. Das neue 3D-Verfahren des Teams von Karl Rohr nutzt ein Modell von Blutgefäßen, um diese an jeder beliebigen Stelle zu vermessen. Damit lassen sich Größe und Form der Blutgefäße eines Patienten in 3D präzise bestimmen. Dies ermöglicht genauere Diagnosen und erfolgreichere Operationen.

Die Forschungsarbeit

3D-Segmentierung der Aorta
3D-Segmentierung der Aorta
© K. Rohr, Universität Heidelberg

 

Wie schließt man aus zweidimensionalen Schnittbildern auf die Größe und Form eines dreidimensionalen Blutgefäßes? Das Besondere an dem Verfahren der Heidelberger besteht darin, dass es ein dreidimensionales Modell von Blutgefäßen mit einer Optimierungsmethode kombiniert. Das eigens entwickelte 3D-Modell beschreibt die Variation der Grautöne in Aorta-Bildern durch eine mathematische Funktion. Die Optimierungsmethode gleicht das 3D-Modell mit den Bilddaten eines Patienten ab. Das Ergebnis ist eine individuelle dreidimensionale Beschreibung (»Segmentierung«) und Vermessung (»Quantifizierung«) der Aorta, die zum Beispiel den Durchmesser des Blutgefäßes an verschiedenen Stellen genau erfassen kann.

Erkenntnisse und Perspektiven

Computerbasierte Bildanalyse
Computerbasierte Bildanalyse
© K. Rohr, Universität Heidelberg

 

Das Verfahren der Heidelberger Wissenschaftler ist nicht nur genauer und zuverlässiger als bisherige Verfahren, es bietet Ärzten auch zusätzliche Möglichkeiten. So können sie die Länge und die Krümmung des Außenbogens der Aorta bestimmen und zeitliche Bilder von der Bewegung der Aorta in Abhängigkeit des Herzschlages automatisch analysieren. Die Bildanalyse ist eine wichtige Hilfe, um bei der Operationsplanung, insbesondere bei der Therapie von Aneurysmen, die optimale individuelle Gefäßprothese auszuwählen und zu platzieren. Damit können Komplikationen und die Belastung der Patienten reduziert werden. Das Verfahren soll nun in einer klinischen Studie getestet werden.


Projektinformationen

Projekttitel: Quantifizierung der Morphologie von menschlichen Gefäßen aus 3D-tomographischen Bilddaten (QuantVessel)
Projektleitung: Priv.-Doz. Dr. Karl Rohr
Förderzeitraum: 2008 - 2012
Kontakt: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, www.bioquant.uni-heidelberg.de/bmcv

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Weitere Informationen zum Projekt "Quantifizierung der Morphologie von menschlichen Gefäßen aus 3D tomographischen Bilddaten (QuantVessel)"  finden Sie im DFG-Informationssystem GEPRIS [ mehr ]

Zusatzinformationen

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