Einrisse in Hirnblutgefäßen sind ein medizinisches Problem, das tödlich sein kann. Sie zu verhindern ist Ziel eines neuen Projekts der Mayo Clinic, bei dem Aneurysmen schneller und genauer erkannt werden sollen. Das neue Verfahren nutzt Analysetechnologie, die in Zusammenarbeit zwischen der Mayo Clinic und IBM (Medical Imaging Informatics Innovation Center) entwickelt wurde. Das Verfahren zeigte in der Aneurysmadiagnose eine 95-prozentige Genauigkeit; im Vergleich dazu wurden manuell nur 70 Prozent erkannt. Im Journal of Digital Imaging (US) wurde über die Projektergebnisse berichtet.

Das Projekt rettet schon jetzt Menschenleben: Seit Projektbeginn Anfang Juli 2009 wurden mehr als 15 Millionen Bilder von Tausenden von Patienten untersucht. Die verwendete Technologie kombiniert fortschrittliche Imaging- und Analyseverfahren, um wahrscheinliche Aneurysmen hervorgehoben darzustellen und somit schneller zu erkennen. Dadurch können Radiologen sie diagnostizieren, noch bevor daraus Hirnblutungen oder neurologische Schäden entstehen. In Zukunft erwartet die Mayo Clinic, dieses Verfahren für andere radiologische Diagnosemethoden wie die Krebsdiagnose oder die Erkennung von Gefäßanomalien in anderen Körperteilen nutzen zu können.

„Dieses vollautomatische Schema ist für Radiologen wichtig bei der Aneurysma-Erkennung mithilfe der Magnetresonanzangiographie”, sagte Dr. med. Bradley Erickson, Radiologe an der Mayo Clinic, federführender Verfasser der Studie und Co-Direktor des Medical Imaging Informatics Innovation Center an der Mayo Clinic.

Eine von 50 Personen in den USA hat ein unrupturiertes Hirnaneurysma, eine anomale Auswärtswölbung in den Hirnblutgefäßen, und ungefähr 40 Prozent aller Menschen mit rupturiertem Hirnaneurysma sterben daran.

Traditionell werden Patienten mit Verdacht auf Hirnaneurysma infolge eines Schlaganfalls, einer traumatischen Verletzung oder aufgrund ihrer Familiengeschichte invasiv getestet: Mit einem Katheter wird Farbstoff in den Körper injiziert. Dieses Verfahren birgt das Risiko neurologischer Komplikationen. Damit die Erkennung mit einem bildgebenden Verfahren der nichtinvasiven Magnetresonanzangiographie verbessert wird, arbeiteten die Mayo Clinic und IBM an „automatischen Lesevorgängen“, bei denen sofort nach einem Scan Erkennungsalgorithmen ausgeführt werden.

Sobald die Bilder erstellt sind, werden sie automatisch an Server in der Mayo Clinic und ins IBM Medical Imaging Informatics Innovation Center weitergeleitet, das sich auf dem Gelände der Mayo Clinic in Rochester befindet, einer gemeinsamen Forschungseinrichtung, die fortschrittliche IT und Bildverarbeitung kombiniert und das Ziel schnellerer, genauerer Bildanalysen verfolgt. Die eingesetzten Algorithmen stellen Bilder zusammen und analysieren sie, um potenzielle Aneurysmen zu lokalisieren und zu markieren. (Dabei kann es sich auch um sehr kleine, unter fünf Millimetern große Aneurysmen handeln.) Dadurch können speziell geschulte Radiologen eine weitere und abschließende Analyse durchführen.

Ab dem Zeitpunkt, an dem ein Bild aufgenommen wird, bis zum Zeitpunkt, an dem es so aufbereitet ist, dass ein Radiologe es lesen kann, liegen häufig nur zehn Minuten. In diesen zehn Minuten kann der neue Workflow Bilder aus den Scannern identifizieren und diejenigen für Kopf und Gehirn an den speziellen Workflow senden, der anschließend die automatische Aneurysma-Erkennung durchführt. Im Durchschnitt kann dies in drei bis fünf Minuten geschehen. Dadurch verbessert sich die Effizienz und wertvolle Zeit der Radiologen wird eingespart. Es kann somit schneller diagnostiziert werden; dies ist bei schweren Fällen von Aneurysma besonders wichtig.

„Unsere Zusammenarbeit mit der Mayo Clinic im Rahmen dieses Projekts nutzt die hohe Kompetenz von IBM in der Hochleistungs-IT und wendet sie auf die Gesundheitsanalyse an. Dadurch können wir einige Zeit- und Effizienzprobleme beseitigen und aus bildgebenden Verfahren ein noch wertvolleres präventives Screening-Tool machen. Der nächste naheliegende Schritt ist die breite Bereitstellung dieser Fähigkeiten über Cloud-Computing“, sagte Bill Rapp, technischer Leiter (CTO) für Gesundheitswesen und Biowissenschaften von IBM und Co-Direktor des Medical Imaging Informatics Innovation Center.

Das Aneurysma-Erkennungssystem verwendet einen Algorithmus, der von Mayo-Forschern entwickelt wurde und mit IBM WebSphere Process Server ausgeführt wird, um den automatisierten Workflow zu modellieren und zu koordinieren. Die Bilder werden unter Datenservices von IBM DB2 für Linux und Windows gespeichert und die Workflowlogik wird auf IBM System x Servern und mithilfe von IBM Speichersystemen ausgeführt.