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Foto: Fraunhofer-Institut MEVIS
Softwaregestützte Analyse der Durchblutung der Lunge mit PulmoMR.
 
Pulmologie 23. November 2011

Artefakte vermeiden

Software zur größeren Zuverlässigkeit von MRT-Untersuchungen bei Asthma und COPD-Patienten.

Am Fraunhofer-Institut MEVIS in Bremen entwickeln Wissenschaftler eine Softwareplattform, die es zukünftig ermöglichen soll, magnetresonanztomographische Aufnahmen von Patienten, die unter Asthma oder COPD (chronisch-obstruktive Lungenerkrankung) leiden, standardisiert auszuwerten und unterschiedliche klinische Fragestellungen zu beantworten.

 

Häufig erfolgt die Diagnose Asthma oder COPD nach einer gründlichen Anamnese, einer Spirometrie und, in einigen Fällen, auch einer Bodyplethysmographie. Danach lassen sich relativ zuverlässige Aussagen über Atemfunktion, Lungenvolumen und -kapazität machen. Andere wichtige Fragen bleiben jedoch offen: In welchem Bereich der Lunge treten beispielsweise die häufig mit der Erkrankung verbundene Aufweitung der Lungenbläschen auf und wie steht es um die Durchblutung des Atemorgans?

Hier liefern neue bildgebende Verfahren die Antwort. Der Verbund Asthma-MRI erforscht deshalb verschiedene Methoden der Magnetresonanztomographie (MRT), die gegenüber anderen Verfahren wie Computertomographie (CT) oder klassischen Röntgenaufnahmen den Vorteil hat, dass der Patient ohne Strahlenbelastung untersucht werden kann.

In den einzelnen Projekten werden etwa protonenbasierte MRT-Verfahren entwickelt oder MRT-Aufnahmen analysiert, die nach dem Einatmen von hochpolarisierten Helium-3-Gas entstanden sind. Da beide Verfahren differenziertere und vielfältigere Aussagen über den Zustand auch einzelner Teilbereiche der Lunge ermöglichen als z. B. Spirometrie, versprechen sich die Wissenschaftler genauere Diagnosemöglichkeiten und eine effektivere Kontrolle des Therapieverlaufs.

Zuverlässigkeit von MRT

Um diese Bilder zuverlässig und mit konstanten Parametern zu analysieren, haben die Bremer Wissenschaftler nun eine Auswertungs-Software entwickelt. „Mit Hilfe unserer Softwareplattform PulmoMR sollen die Ergebnisse der MRT-Untersuchungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Reproduzierbarkeit optimiert werden“, betont Dr. Peter Kohlmann von Fraunhofer MEVIS. Die Software erlaubt eine dezidierte Darstellung der Bilder: MRT-Daten können nebeneinander oder als überlagerte Bilder simultan und synchronisiert dargestellt werden.

Verfahren werden entwickelt, um Bildartefakte, die durch Bewegungen wie Herzschlag und Atmung entstehen, zu minimieren und um korrespondierende Regionen innerhalb der Lunge in den verschiedenen Sequenzen aufeinander abzubilden. Die Durchlüftung und Durchblutung des gesamten Organs kann im zeitlichen Ablauf, also als Film, betrachtet werden. Verschiedene Werkzeuge, die in der Software integriert sind, erlauben sowohl qualitative als auch quantitative Ergebnisanalysen für beliebige Teilregionen der Lunge.

Der Vorteil liegt auf der Hand: Ungenauigkeiten durch unterschiedliche Interpretationen verschiedener Wissenschaftler würden der Vergangenheit angehören. Die Pläne der Entwickler vom Fraunhofer-Institut gehen jedoch weiter. Sie können sich vorstellen, die Software in Zukunft auch für den Einsatz im therapeutischen Alltag von Kliniken und Lungenzentren weiterzuentwickeln. Dazu müssen zunächst in den geplanten Studien des Forschungsverbundes die Aufnahme- und Auswertemethoden mit Blick auf die Verbesserung von Diagnose und Therapie analysiert und gegebenenfalls optimiert werden. In den Universitätskliniken in Heidelberg und Mainz befindet sich die Software bereits im Praxistest.

 

Quelle: Fraunhofer MEVIS-Institut für Bildgestützte Medizin, Bremen.

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