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Heidelberg/Mannheimer Software auf Spitzenplätzen

27.07.2006 - (idw) Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg

Wissenschaftler des Interdisziplinären Zentrums für Computerunterstützte Medizin der Universitäten Mannheim und Heidelberg belegten mit der von ihnen entwickelten Software Spitzenplätze beim diesjährigen doIT Software Award Der Fortschritt in der Medizin in den letzten Jahrzehnten ist verbunden mit der Entwicklung verschiedenster Geräte. Ein wesentlicher Bestandteil moderner Untersuchungs- und Behandlungsmethoden ist dabei die verwendete Software. Deren Entwicklung hat sich die Arbeitsgruppe um Privatdozent Dr. Jürgen Hesser vom Interdisziplinären Zentrum für Computerunterstützte Medizin der Universitäten Mannheim und Heidelberg verschrieben. Mit Erfolg, wie mehrere Spitzenplätze bei dem diesjährigen doIT Software-Award beweisen. So sind Forschung, Innovation und Problemlösungen für spezifische Anwendungsfelder auch ein Dreiklang, dem die Universität Heidelberg insbesondere in der Medizintechnik eine hohe Aufmerksamkeit schenkt.

Den dritten Platz des doIT Software-Awards belegte Dzmitry Maksimov mit dem von ihm entwickelten Programm CTAngioScope. Dahinter versteckt sich eine Software, die es ermöglicht, teilweise verschlossene Gefäße besser sichtbar zu machen. Gefäßverengungen nehmen in unserer Gesellschaft immer mehr zu. Sie genau zu erkennen, ist aber gar nicht so einfach. Zwar gibt es einige Verfahren wie beispielsweise die Farb-Ultraschall-Diagnose oder die Magnetresonanz-Angiographie, doch mit diesen sind entweder nur oberflächennahe, wenig verkalkte Gefäße oder Patienten ohne Metallimplantate wie Herzschrittmacher oder künstliche Hüftgelenke untersuchbar, da sich die Metallimplantate im Magnetfeld aufheizen würden.

Einzig die Computertomo-Angiographie (CTA) ist in der Lage, tieferliegende Gefäße bei Patienten mit Metallimplantaten zu erfassen. Allerdings werden bei dieser Methode alle kalkhaltigen Bestandteile, also auch die Knochen, des Patienten mit abgebildet und Gefäße, die zudem noch in der Nähe eines Knochens liegen, sind nur schwer von diesem zu unterscheiden. Mit CTAngioscope können nun die Gefäße von den unerwünschten Strukturen wie Knochen und Kalk in den Aufnahmen getrennt werden und das selbst, wenn sich der Patient während der Aufnahme bewegt hat. "Damit ist CTAngioscope bisher auf dem Markt vorhandenen Programmen deutlich überlegen", betont Jürgen Hesser.

Am Klinikum Mannheim wird das Programm derzeit in Zusammenarbeit mit Privatdozent Dr. Steffen Diehl evaluiert. Mit großem Erfolg, denn die ersten Ergebnisse zeigen, dass bei 80 bis 90 Prozent aller Patienten eine korrekte Diagnose der Gefäßverschlüsse erstellt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Software ist: Es läuft auf jedem handelsüblichen PC, wobei die Verarbeitung der Daten in fünf bis acht Minuten erfolgt.

Um Gefäße im weitesten Sinne dreht es sich auch bei dem von Nico Becherer entwickelten Programm CathiKid, das den vierten Platz beim doIT Software-Award 2006 erreichte. Zu den angeborenen Herzfehlern gehören nämlich beispielsweise Löcher in der Herzscheidewand oder Verbindungen zwischen Gefäßen im Herz, die sich nach der Geburt nicht ausreichend zurückgebildet haben. Patientenschonende Operationen mithilfe der Schlüssellochchirurgie beherrschen leider nur wenige Spezialisten, wie etwa der Giessener Professor Dietmar Schranz, der mit dem Mannheimer Gruppe bei diesem Projekt zusammen arbeitet. Bei diesen Operationen werden kleine Katheter durch die Gefäße bis zum Ort des Eingriffs vorgeschoben. Dort werden dann mit verschiedenen Instrumenten, die sich in den Kathetern befinden, und mit einer sehr filigranen Technik die Löcher verschlossen. "Eine durchaus risikoreiche Operation", erläutert Jürgen Hesser.

Mit CathiKid können diese Operationstechniken nun an einem Simulator geübt werden, wobei auch spezielle Simulatoren für verschiedenartige Anwendungen entwickelt wurden. Ebenso wird versucht, möglichst realistische Operationsszenarien nachzubilden. Somit können Kardiologen diese doch relativ seltene Operation trainieren, zum Vorteil des Patienten.

Abseits der medizinischen Anwendbarkeit wurde das Programm SurfRec von Dennis Maier entwickelt, das den siebten Platz beim doIT Software-Award erreichte. Dabei handelt es sich um eine Software, die es ermöglicht, automatisch dreidimensionale Rekonstruktionen aus Bildsequenzen zu erstellen. Derartige dreidimensionale Computermodelle finden ihre Anwendung in Computerspielen oder Filmen. Zur Erstellung dieser Modelle sind aber normalerweise spezielle Geräte notwendig, mit denen die Objekte gescannt werden können.

SurfRec ermöglicht es nun, derartige 3D-Modelle aus Fotos oder Videos zu erzeugen. Über verschiedene Schritte werden dabei möglichst detailgenaue Modelle erzeugt. Um schließlich den fotorealistischen Eindruck des Modells zu erhöhen, wird die Textur des Objektes aus der Bildsequenz auf das Modell übertragen. Weitere Vorteile von SurfRec sind die Programmgeschwindigkeit, da eine komplette Rekonstruktion nur wenige Minuten dauert, und dass die Position und andere Parameter der Kamera nicht bekannt sein müssen, denn das Programm berechnet diese direkt aus den Bilddaten.

Der doIT Software-Award wird für herausragende wissenschaftliche Leistungen vom baden-württembergischen Kompetenzzentrum für Informationstechnologie und Medien (MFG) jährlich verliehen und ist insgesamt mit 41000 Euro dotiert, wobei die besten zehn Projekte ausgezeichnet werden.

Stefan Zeeh

Rückfragen bitte an:
Dr. Jürgen Hesser
B6, 26
68161 Mannheim
Tel. 0621 1812635
jhesser@rumms.uni-mannheim.de

Rückfragen von Journalisten auch an:
Dr. Michael Schwarz
Pressesprecher der Universität Heidelberg
Tel. 06221 542310, Fax 542317
michael.schwarz@rektorat.uni-heidelberg.de
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