Neue bildgebende Verfahren helfen bei Entscheidungen über Operationen

Bildgebende Verfahren gehören zum Alltag in Arztpraxen und Krankenhäusern. Trotzdem bergen sie Risiken. Professor Lars Linsen, Informatiker an der Jacobs University mit dem Spezialgebiet Visualisierung, erforscht daher gemeinsam mit zwei Kollegen das Sichtbarmachen von diagnostischen Untersuchungen in der Medizin. Das auf drei Jahre angelegte Projekt, an dem auch Mediziner beteiligt sind, wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanz- oder Computertomographie gehören seit langem zum medizinischen Alltag. Doch die Ärzte können sich keineswegs sicher sein, dass das, was sie auf dem Bildschirm sehen, auch der Wirklichkeit entspricht. „Die Mediziner fassen die Visualisierung als wahres Abbild der Realität auf“, sagt Linsen. „Sie interpretieren es als solches und treffen Entscheidungen zumindest teilweise anhand der Darstellung.“ Deren Anfertigung ist aber durch zahlreiche Fehlerquellen belastet, und die ärztliche Entscheidung könnte somit falsch sein.
Einer der drei Forschungsgegenstände des Teams der Jacobs University ist das Erkennen und die Diagnose von arteriellen Gefäßverengungen im Halsbereich. Ob eine Verengung besteht, können die Ärzte nur anhand von dreidimensionalen, also räumlichen Abbildungen beurteilen. Diese Darstellungen werden aus den Aufnahmen berechnet, die unter anderem im Magnetresonanztomographen entstehen.

Ungenauigkeiten können schon bei der Aufnahme entstehen, beispielsweise wenn ein Patient sich bewegt oder die Auflösung der Aufnahme zu gering ist. Eine weitere potenzielle Fehlerquelle ist die Bildverarbeitung, insbesondere die Bildsegmentierung sowie die Erzeugung von dreidimensionalen Ansichten. „Ist das Blutgefäß nicht korrekt segmentiert, kann der Arzt zu dem Schluss kommen, dass eine Verengung der Blutbahn vorliegt, obwohl dies gar nicht der Fall ist. Er operiert, obwohl dies gar nicht notwendig wäre“, sagt Linsen.

Mit ihrer Arbeit wollen die Wissenschaftler feststellen, wie groß die Unsicherheiten in den generierten Bildern sind, und die Mediziner für diese sensibilisieren. Sie wollen vermitteln, wo es keine Zweifel an der Darstellung gibt und in welchen Fällen sie angebracht sind. Auf Basis dieses Wissens können die Ärzte gegebenenfalls weitere Untersuchungen einleiten, beispielsweise einen erneuten Scan durchführen. Wie die visuelle Kennzeichnung der zweifelhaften Regionen geschehen kann, zum Beispiel durch farbliche Hervorhebung, ist ebenfalls Bestandteil des Forschungsprojekts. Professor Linsen ist sich sicher: „Am Ende werden die Ärzte klarer sehen können.“