Mit neuer Software Schlaganfällen vorbeugen

Verengungen der gehirnversorgenden Arterien im Halsbereich sind die häufigste Ursache für oft tödlich endende Schlaganfälle, bei denen das Gehirn nicht ausreichend durchblutet wird. Durch die rechtzeitige chirurgische Beseitigung einer Verengung im Bereich der Halsarterie kann das Risiko eines Schlaganfalls drastisch reduziert werden. Die Schwierigkeit besteht allerdings darin, den richtigen Zeitpunkt zur Behandlung einer Gefäßverengung zu bestimmen:

• Behandelt man zu früh, setzt man die Patient:innen einem unnötigen Risiko aus und erzeugt unnötige Kosten.
• Behandelt man zu spät, kann der Schlaganfall bereits eingetreten sein.

Der Entschluss zu einem Eingriff und auch die Entscheidung, welcher Eingriff letztendlich durchgeführt wird, basiert auf einer Vielzahl von Kriterien, die schwer objektivierbar sind.

Im Rahmen eines BMBF-geförderten VerbundprojektsExterner Link zu diesem Thema haben die Wissenschaftler:innen eine Software entwickelt, die bei diesen Entscheidungen unterstützen kann. Diese erlaubt eine interaktive Analyse komplexer Bild-, Geometrie- und Simulationsdaten, um eine verbesserte Risikoanalyse und Behandlungsplanung ischämischer Schlaganfälle zu ermöglichen.

Das Alleinstellungsmerkmal unserer Software ist, dass sie eine ganze Reihe hochentwickelter Verfahren unter einem Dach vereint, die bisher nur separiert verwendet und entwickelt wurden. Unser Ziel ist es so, moderne Datenverarbeitungs-, Simulations- und Visualisierungsverfahren den Endnutzer:innen, z.B. Neurolog:innen, zugänglich zu machen.

Pepe Eulzer

Basierend auf einer einzigen CT-Aufnahme, wie sie von Schlaganfallpatient:innen ohnehin routinemäßig gemacht wird, kann mit dieser Software dank eines speziell trainierten neuronalen Netzes ein 3D-Modell der Halsarterien extrahiert werden. Die Software stellt dann an einem Ort mehrere visuelle Explorationswerkzeuge bereit, um einen simulierten internen Blutfluss zu analysieren, den anatomischen Kontext und die Wandbeschaffenheit zu untersuchen und um automatisch einen objektiven Verengungsgrad zu bestimmen.

Im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben wurde die Software bereits intensiv verwendet, um über 100 solcher Modelle zu extrahieren und zu untersuchen.

Dirk Bartz Preis für Visual Computing in Medizin und Biowissenschaften

Die zugehörige wissenschaftliche Arbeit Visualizing Carotid Stenoses for Stroke Treatment and PreventionExterner Link von Eulzer et al. erhält nun den zweiten Platz beim gefragten Dirk Bartz Preis, der alle zwei Jahre vergeben wird. Der Preis unterstreicht, wie wichtig die Arbeit für die Medizin und auch für die Forschung im Visual Computing ist. Pepe Eulzers Promotionsbetreuer dazu:

Wir freuen uns sehr, dass dieser Preis unsere Arbeit der letzten Jahren zur Analyse des Stenosegrades Anerkennung findet und aufzeigt, wie wichtig weitere Forschung in diesem Bereich ist.

Prof. Dr. Kai Lawonn

Wir gratulieren allen Beteiligten zu dieser herausragenden Leistung.