Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Endoskopie mit Panoramablick

28.10.2014

Untersuchen oder operieren Ärzte die Blasenwand mit einem Endoskop, erhaschen sie jeweils nur einen winzigen Ausschnitt des Organs – ihr Blick ähnelt dem durch ein Schlüsselloch. Künftig weitet sich die Sicht zu einem Panorama. Die Software »Endorama« setzt es aus allen aufgenommenen Bildern zusammen. Vom 12. bis 15. November stellen Forscher des Fraunhofer IIS das Forschungsprojekt auf der Medizintechnikmesse MEDICA in Düsseldorf vor (Halle 10, Stand G05).

Schmerzt das Wasserlassen oder befindet sich Blut im Urin, könnte das auf ein Blasenkarzinom hindeuten. Klarheit verschafft eine Untersuchung mit dem Endoskop: Durch die Harnröhre führt der Arzt ein starres oder flexibles Endoskop mit einer daran befindlichen Kamera in die Blase des Patienten ein und untersucht das Gewebe auf Veränderungen.


Die Software errechnet aus endoskopisch aufgenommenen Bildern der Blaseninnenwand eine Panoramaansicht. Optio- nal kann auch dargestellt werden, welchen Weg der Arzt mit dem Endoskop genommen hat. © Fraunhofer IIS

Während solche minimalinvasiven Untersuchungen für den Patienten sehr schonend verlaufen, bergen sie für den Arzt Herausforderungen: Er sieht jeweils nur den winzigen Ausschnitt des Organs, den die Kamera gerade einfängt. Benötigt der Mediziner Informationen über das Umfeld, muss er die Kamera schwenken und das Gesehene gedanklich zusammensetzen. Zudem ist es für ihn schwierig, zu beurteilen, ob er alle Bereiche der Blasenwand untersucht hat.

Von der Schlüssellochperspektive zum Rundumblick

»Die Software ‘Endorama‘, die wir entwickelt haben, setzt alle Aufnahmen zu einem Gesamtbild zusammen – und das fast in Echtzeit«, sagt PD Dr. Thomas Wittenberg, Gruppenleiter und leitender Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen. In Zukunft könnte der Arzt den gesamten untersuchten Bereich der Blase auf einen Blick sehen.

Das Bild, das die Kamera aktuell aufnimmt, zeigt die Software jeweils in der Mitte des Bildschirms an. Weist das Panorama an einer Stelle ein »Loch« auf, weiß der Arzt, dass er die Blasenwand dort noch nicht untersucht hat. Auch für die Dokumentation bietet »Endorama« Vorteile: Statt einer einzelnen Aufnahme kann der Mediziner das Panoramabild in die Patientenakte heften, denn dieses enthält die gesamten Untersuchungsergebnisse und dokumentiert zudem, dass die Blase lückenlos untersucht wurde.

25 Bilder pro Sekunde

Um ein solches Panorama zu erstellen, nimmt die Kamera am Endoskop etwa 25 Bilder pro Sekunde auf, die sich jeweils überlappen. Die Software sucht nach markanten Punkten in den Aufnahmen und setzt sie anhand dieser Strukturen zu einer Gesamtansicht zusammen. Während Panoramabilder bei herkömmlichen Fotos Usus sind und sich beispielsweise über Apps auf dem Smartphone erstellen lassen, bergen sie bei Endoskopieaufnahmen Herausforderungen:

Die Bilder sind in der Regel optisch stark verzerrt, besitzen eine niedrige Auflösung und auch der Bildkontrast ist durch die ungleichmäßige Beleuchtung vergleichsweise gering. Zudem sind die Strukturen in der Blase schwach ausgeprägt – es ist daher schwierig, markante Punkte zu finden, anhand derer die überlappenden Aufnahmen zusammengesetzt werden können.

Endorama ermöglicht dies: In einem ersten Schritt rechnet die Software die optischen Verzerrungen heraus und gleicht die Schatten aus, die durch die inhomogene Beleuchtung entstehen. Verschiedene Rechenprozesse setzen die Bilder zusammen: Während ein Prozess nach geeigneten Bildmerkmalen sucht, etwa Gefäßstrukturen auf der Blasenwand, ordnet ein anderer die Bilder zueinander passend an. Dabei berücksichtigen die Verfahren auch die komplexe Geometrie der Blase.

Erste Testläufe hat »Endorama« bereits erfolgreich bestanden: Die Forscher überprüften die Software zunächst an einem Phantomaufbau – einer zehn Zentimeter großen Kunststoffkugel, an deren Innenseite die Gefäßstruktur der Blase nachgebildet wurde.

Auch Videosequenzen, die bei regulären Blasenuntersuchungen aufgenommen wurden, fügten die Wissenschaftler zu Panoramen zusammen. In etwa zwei bis drei Jahren, so schätzt Wittenberg, könnte »Endorama« auf den Markt kommen. Auch Versionen für die Nasennebenhöhlen, den Bauchraum, den Darm und den Kehlkopf sind möglich.

Weitere Informationen:

http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/Oktober/endoskopie-m... Per Klick auf den Link gelangen Sie zum Ansprechpartner

Britta Widmann | Fraunhofer-Gesellschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Wachkoma: System soll Patienten helfen, sich zu verständigen
24.05.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Premiere einer verblüffenden Technik
23.05.2017 | Deutsches Herzzentrum Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften