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Herzklappen automatisch im Ultraschallbild ausmessen

18.02.2015

Siemens hat eine Software entwickelt, die mit wissensbasierter Datenanalytik aus 3D-Ultraschallbildern automatisch die Größe der Herzklappen berechnet. Die Geometrie der Herzklappen ist wichtig für die Diagnostik von Herzkrankheiten und Therapien mit dem Katheter. Heute messen Mediziner diese in 2D-Schnittbildern aus. Die Prozedur ist zeitaufwändig und abhängig vom Arzt, daher ist sie schwer reproduzierbar.

Die automatische Berechnung wird nun durch eine neue Ultraschallsonde von Siemens möglich, die nahtlose 3D-Aufnahmen des Herzens in Echtzeit erzeugt und sie mit farbiger Doppler-Bildgebung des Blutflusses kombiniert.

Aus diesen Bildern berechnet die Analysesoftware eSie Valves ein 3D-Modell der Mitral- und Aortenklappen, das für eine Vielzahl weiterer Messungen verwendet werden kann: eSie Valves bietet nicht nur eine schnelle und reproduzierbare Quantifizierung nach klinischen Standardmessungen, sie ermöglicht auch standardisierte dynamische Messungen der geometrisch komplexen Anatomie der Herzklappen, die heute per Hand nicht möglich sind. eSie Valves soll mit der Prime Edition des Ultraschallsystem Acuson SC2000 ausgeliefert werden.

Bei diesem neuen System wird der Schallkopf an einem Endoskop durch die Speiseröhre eingeführt. Dadurch kann man sehr nah am Herz messen und hochgenaue Bilder erzeugen. Das Gerät misst auch die Frequenz der von Blutkörperchen reflektierten Ultraschallwellen und ermittelt daraus die Richtung des Blutflusses.

Lernende Software identifiziert charakteristische Merkmale

In diesen Bildern findet eSie Valves automatisch die Herzklappen und erzeugt davon dreidimensionale Bilder. Grundlage der Software ist eine Bildverarbeitungstechnologie, die von der globalen Siemens Forschung Corporate Technology entwickelt wurde.

Sie ermöglicht es, bestimmte Objekte sehr schnell und sicher in medizinischen Bilddaten zu identifizieren, die oft verrauscht sind oder sich wegen Bewegungen, pathologischer Veränderungen oder individueller Faktoren unterscheiden. Dahinter steckt eine lernende Software, die hunderte ähnliche Bilder auswertet und lernt, bestimmte, gleichbleibende Merkmale als Orientierungspunkte zu verwenden.

Im Fall der Ultraschallbilder des Herzens wurden unzählige Aufnahmen verschiedener Patienten für den Lernprozess verwendet. Die Software lernt, bestimmte anatomische Merkmale, beispielsweise die Spitze der Mitralklappe, zu identifizieren.

Dann scannt die Software das Bild, um Ort und Lage der Herzklappen zu bestimmen, um schließlich innerhalb von Sekunden das 3D-Modell der Klappenanatomie zu erzeugen.

Klinische Studien, die in Zusammenarbeit mit führenden Herzzentren erarbeitet wurden, heben die Reproduzierbarkeit und Geschwindigkeit von eSie Valves gegenüber konkurrierenden Lösungen hervor. (2015.02.4)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews

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