Ultraschall kann eine Alternative zum Röntgen sein, um die Strahlenbelastung zu umgehen. Gerade bei Kindern, die sich noch im Wachstum befinden und ein langes Leben vor sich haben, ist dies wichtig. Mehrere Millionen Ultraschalluntersuchungen werden Jahr für Jahr in Deutschland durchgeführt. Doch die Dokumentation der Ultraschallaufnahmen ist bislang zeitaufwendig: Wird etwa eine Zyste oder ein Tumor im Körper des Kindes entdeckt, müssen diese zunächst ausgemessen und ihre Position manuell in einem 2D-Piktogramm festgehalten werden. Dafür ist es erforderlich, die Lage des Ultraschallkopfes auf dem Patientenkörper in das Piktogramm auf dem Bildschirm des Ultraschallsystems zu übertragen. Diese manuelle Dokumentation nimmt im hektischen Klinikalltag nicht nur etwa ein Viertel der Behandlungszeit in Anspruch, sie ist auch potenziell ungenau.
Eine Tiefenkamera soll das Verfahren vereinfachen
Im Projekt „SonoMap“ arbeiten Forschende des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA nun an einer deutlichen Verbesserung. „Dank einer Tiefenkamera können wir nicht nur die Aufnahmeposition des Ultraschallkopfes automatisch erfassen und dreidimensional visualisieren, sondern auch festhalten, aus welchem Winkel das Bild angefertigt wurde“, erklärt Oliver Gölz, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPA. Denn es mache einen sichtbaren Unterschied, von welcher Seite und aus welchem Winkel ein Objekt beschallt wird. „Die zusätzlichen Informationen über Neigung und Winkel in der 3D-Aufnahme könnten helfen, Tumore oder Zysten schneller wiederzufinden – und Folgeuntersuchungen damit effizienter gestalten.“
Automatische 3D-Visualisierung
Nachdem eine Tiefenkamera, die in diesem Verfahren erstmals zum Einsatz kommt, den Ultraschallkopf erkannt und die Körperoberfläche abgemessen hat, ermitteln KI-basierte Bildverarbeitungsalgorithmen die Position des Ultraschallkopfes und stellen sie in Relation zur abstrahierten Körperoberfläche dar. Das System erstellt daraus eine automatische 3D-Visualisierung, die sich drehen und abspeichern lässt. Damit lässt sich der Patientenkörper aus unterschiedlichen Perspektiven betrachten. „Ärztinnen und Ärzte müssen dank unseres neuen Systems nur noch das Ultraschallbild abspeichern, die räumliche Dokumentation wird automatisch erstellt“, so Gölz. „Der Prozess wird dadurch potenziell schneller und präziser – und es bleibt mehr Zeit für die Patientinnen und Patienten.“
Studie ist bereits geplant
Vergleichbare Ansätze gebe es auf dem Ultraschallmarkt bislang nicht. Ein Demonstrator der neuen Technologie existiert bereits; zum Einsatz soll er in einer Studie im klinischen Umfeld kommen, die Gölz und sein Team beantragt haben. Nach Abschluss der Studie möchten die Forschenden gemeinsam mit Industriepartnern Ultraschallsysteme mit der neuen Funktion ausstatten. Aktuell stellen sie sicher, dass die Tiefenkamera ausschließlich abgesicherte Bilder anfertigt und der Datenschutz der Patientinnen und Patienten somit gewährleistet ist.
Quelle: idw/Fraunhofer-Gesellschaft
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