Damit diese Diagnose jedoch im Krankenhaus allt\u00e4glicher Gebrauch wird, m\u00fcssen die \u00c4rzte Zugang zu qualitativ hochwertigen Bildern dieses Organs haben. Genau wie ein Orthop\u00e4de ein gebrochenes Bein mit einem R\u00f6ntgenbild beurteilt, k\u00f6nnte ein Kardiologe so beurteilen, ob Patient A bald einen Herzinfarkt erleiden w\u00fcrde, und ein Neurologe w\u00fcrde sehen, ob Patient B an Alzheimer leidet. Dr. Anna Szkulmowska m\u00f6chte ein Werkzeug f\u00fcr die Erstellung dieser Bilder zur Verf\u00fcgung stellen. Zusammen mit ihren Mitarbeitern und medizinischen Physikern von der Nikolaus-Kopernikus-Universit\u00e4t, arbeitet sie am FreezEye Tracker, einem ultraschnellen biomedizinischen Bildstabilisierungssystem.<\/p>\n
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Eingefrorene Netzhaut<\/h3>\n
Eye Tracker sind seit fast einem Jahrhundert im Einsatz. Meistens handelt es sich um eine Art Kamera oder einen anderen Sensor, der die Position der Pupille oder Hornhaut, also die \u00e4u\u00dferen Teile des Auges, beobachtet. Sie werden von Spezialisten aus vielen Bereichen genutzt, wie etwa von Marketingspezialisten, um zu beurteilen, ob der Zielgruppe die neue Werbung gef\u00e4llt, bis hin zu Neurologen, um mit schwer gel\u00e4hmten Patienten zu kommunizieren.<\/p>\n
FreezEye Tracker hat noch einen weiteren Job zu erledigen. Zuerst wird die Netzhaut beobachtet, welche der tiefste Teil des Augapfels ist. Zweitens soll das Ger\u00e4t eine L\u00f6sung f\u00fcr das Hauptproblem all jener sein, die sich mit der visuellen Bildgebung besch\u00e4ftigen. Dies betrifft die schlechte Bildqualit\u00e4t, die durch nat\u00fcrliche Augenbewegungen verursacht wird. Diese subtilen Bewegungen, die das Auge st\u00e4ndig macht und die uns nicht einmal bewusst sind, f\u00fchren dazu, dass Bilder von optischen Ger\u00e4ten mit Fehlern behaftet sind. Das macht es schwierig, eine Diagnose zu stellen.<\/p>\n
– \u201eW\u00e4hrend unseres letzten Projekts haben wir uns gefragt, was passieren w\u00fcrde, wenn wir das Auge f\u00fcr eine Weile \u201eeinfrieren” w\u00fcrden, damit die physiologischen Bewegungen die Registrierung des Fotos nicht st\u00f6ren. Daher die Idee f\u00fcr FreezEye, denn das Ger\u00e4t \u201efriert” das Bild ein”, sagt Dr. Szkulmowska.<\/p>\n
Die Wissenschaftler aus Toru\u0144 erreichten den Effekt des “Einfrierens” durch die Kombination zweier Bildgebungsverfahren. Zun\u00e4chst bestimmt FreezEye die Trajektorie der Augenbewegung. Dazu nimmt es 1200 Netzhautbilder in einer Sekunde auf. Zum Vergleich: \u00c4hnliche Ger\u00e4te, die auf dem Markt f\u00fcr Augenuntersuchungen erh\u00e4ltlich sind, erzeugen 20-30 Bilder pro Sekunde. FreezEye Tracker produziert auch viele Bilder, ist aber auch sehr klein. Es sind nur Fragmente.<\/p>\n
– \u201eDie gr\u00f6\u00dfte Herausforderung bestand darin, festzustellen, wie viel kleiner und qualitativ schlechter diese Bilder sein k\u00f6nnten, so dass sie noch f\u00fcr weitere Berechnungen der Bewegungen geeignet w\u00e4ren” – erg\u00e4nzt Dr. Szkulmowska.<\/p>\n
Anschlie\u00dfend werden die aus den kleinen Bildern generierten Bewegungsdaten in den Algorithmus f\u00fcr die Entwicklung eines gro\u00dfen Bildes einbezogen. Das Endergebnis ist ein “eingefrorenes” Netzhautbild, d.h. ein gro\u00dfes, hochwertiges und diagnosef\u00e4higes Bild, das die Augenbewegungen ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n
Krankheiten im Augen Entdecken<\/h3>\n
Die Bildstabilisierung ist so hoch, dass auch einzelne Blutgef\u00e4\u00dfe sichtbar sind. Deshalb hoffen die Wissenschaftler, dass dies nun ein weiterer Schritt in Richtung der M\u00f6glichkeit ist, Krankheiten in einem sehr fr\u00fchen Stadium zu erkennen, wenn sie sich gerade erst zu entwickeln beginnen.<\/p>\n
– \u201eWenn \u00c4rzte in der Lage sind, ein bestimmtes Gef\u00e4\u00df in der Netzhaut zu untersuchen und nach einiger Zeit an die gleiche Stelle zur\u00fcckzukehren, k\u00f6nnen sehr kleine Ver\u00e4nderungen beobachtet werden, z.B. Elastizit\u00e4ts\u00e4nderungen, Wanddicken\u00e4nderungen. Das k\u00f6nnte ein Hinweis darauf sein, dass mit dem Patienten etwas nicht stimmt”, erkl\u00e4rt der Wissenschaftler.<\/p>\n
Auch neurodegenerative Erkrankungen wie Multiple Sklerose oder Alzheimer k\u00f6nnen von Anfang an erkannt werden. Nach einigen Hypothesen ist das Auge eine Art Braindrain. Wenn sich die Myelinh\u00fcllen im Gehirn zu verschlechtern beginnen, k\u00f6nnte sich das Auge anders bewegen. Die medizinischen Physiker von Toru\u0144 hoffen, dass der FreezEye Tracker helfen wird, diese Eigenschaften von Augenbewegungen zu beobachten. \u201e – Dann wird es m\u00f6glich sein, anhand der Bewegungsbahn zu klassifizieren, ob der Patient gesund ist. Wenn sich die Trajektorie \u00e4ndert, bedeutet das, dass beim Patienten eine neurodegenerative Erkrankung beginnt”, sagt Dr. Szkulmowska.<\/p>\n
N\u00e4chstes Jahr in Echtzeit<\/h3>\n
FreezEye Tracker befindet sich noch in der Entwicklung, aber die Wissenschaftler haben bereits das Wichtigste erreicht. – Wir haben gezeigt, dass unsere Idee die richtige war: \u201eDas Ger\u00e4t funktioniert, wir fotografieren bereits damit”, sagt der Physiker.<\/p>\n
Zurzeit muss man noch eine Weile auf die Netzhautbilder warten, da das Ger\u00e4t noch nicht in Echtzeit funktioniert. Die Wissenschaftler aus Toru\u0144 m\u00fcssen zun\u00e4chst mehr forschen, und das fertige Bild wird in der Postproduktion entwickelt. Es gibt noch einige andere technologische Arbeiten zu erledigen, aber das alles wird im n\u00e4chsten Jahr enden.<\/p>\n
– \u201eWir gehen davon aus, dass das Ger\u00e4t bis Ende 2020 in Echtzeit arbeiten wird. Auf der Grundlage von vorl\u00e4ufigen Analysen der Daten von Patienten, wenn auch nur von gesunden Menschen, werden wir wissen oder zumindest vermuten, welche Eigenschaften des Blutgef\u00e4\u00dfes wir beobachten wollen\u201c – sagt Dr. Szkulmowska.<\/p>\n
Und dann?<\/h3>\n
– \u201eIch stelle mir vor, dass wir eine Reihe dieser Ger\u00e4te herstellen und in mehreren guten Kliniken platzieren sollten, um so viele Daten wie m\u00f6glich zu sammeln. Um zu sehen, welche Parameter des Bildes mit den medizinischen Bedingungen kombiniert werden sollten, und um in der Praxis zu bestimmen, welche Anwendung die n\u00fctzlichste sein wird”, – sagt Dr. Szkulmowska.<\/p>\n
Aber das ist ein Job f\u00fcr die \u00c4rzte.<\/p>\n
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