Dossier - 08.09.2022

Bildgebende Verfahren in der medizinischen Diagnostik

In nahezu allen medizinischen Fachbereichen werden Bildgebungsverfahren zur Darstellung krankheitsbedingter Veränderungen eingesetzt. Je nach Aufgabenstellung und Krankheitsbild können dank der vielen verschiedenen heute zur Verfügung stehenden Methoden ganz unterschiedliche Struktur- und Funktionsparameter visuell für die Diagnose erfasst und für die Therapie genutzt werden.

Unternehmensporträt medicalvalues GmbH - 05.05.2022

medicalvalues – bestmögliche Diagnostik dank KI

Das Karlsruher Start-up medicalvalues GmbH will mit seiner Plattform verschiedene klinische Datensätze zusammenführen und so eine umfassende medizinische Diagnostik ermöglichen. Mit innovativen Diagnosealgorithmen wertet die Künstliche Intelligenz die Daten aus und erzeugt so neue Erkenntnisse für Labor und Kliniken.

Weltweit ist die Zahl der Totgeburten hoch. Alle 16 Sekunden kommt ein Baby nach der 28. Schwangerschaftswoche tot zur Welt. Das In Utero-Programm der gemeinnützigen Organisation Wellcome Leap zielt darauf ab, diese Zahl mit Hilfe fortschrittlicher bildgebender Verfahren um die Hälfte zu reduzieren.

Unter der Konsortialführung des FZI Forschungszentrum Informatik haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des FZI gemeinsam mit vier Partnerinstituten aus der Innovationsallianz Baden-Württemberg (innBW) im Rahmen des Forschungsprojekts Intelligente Diagnostik die Möglichkeiten von bildgebenden Verfahren zur Hautkrebsdiagnostik mittels Künstlicher Intelligenz (KI) erforscht. Nun liegt der Abschlussbericht des Projekts vor.

Durch gezielte Früherkennung mit bildgebenden Verfahren in Hochrisikogruppen ließe sich die Zahl der Sterbefälle an Lungenkrebs deutlich reduzieren. Die Risikoabschätzung für Lungenkrebs erfolgt bislang üblicherweise anhand des Raucherstatus. Präziser lässt sich das Risiko allerdings vorhersagen, wenn zusätzlich zum Zigarettenkonsum und anderen Risikofaktoren ein Muster bestimmter RNA-Schnipsel im Blut berücksichtigt wird.

In der Medizin der Zukunft sollen winzige Roboter selbstständig durch den menschlichen Körper navigieren. Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) haben nun ein drahtloses Sensorverfahren auf Basis eines oszillierenden Magneten erfunden, das solche medizinischen Anwendungen deutlich verbessern kann.

Die Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie des Universitätsklinikums Tübingen und ImaginAb, ein weltweit führendes US-amerikanisches Biotech-Unternehmen, kooperieren auf dem Gebiet der Krebsimmuntherapie. Die Zusammenarbeit sieht vor, dass ImaginAb dem Universitätsklinikum Tübingen seine CD8 ImmunoPET Substanz zur Verfügung stellt.

Eine unerwartete Entdeckung machte eine Wissenschaftlerin des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart: Nanometerkleine Diamantpartikel, die eigentlich für einen ganz anderen Zweck bestimmt waren, leuchteten in einem Magnetresonanztomographie-Experiment hell auf – viel heller als das eigentliche Kontrastmittel, das Schwermetall Gadolinium. Könnte Diamantstaub eines Tages ein alternatives Kontrastmittel für die MRT werden?

Photon-Counting Technologie - 01.02.2023

PC3-Konsortium: Innovative Computertomographie für Baden-Württemberg

Seit 2021 kooperieren die Universitätskliniken Freiburg, Tübingen und Mannheim standortübergreifend bei der Erprobung neuartiger Computertomografiegeräte. Mithilfe der Photon-Counting Technologie soll nicht nur eine bessere Versorgung von Patientinnen und Patienten erzielt, sondern auch die Entwicklung von nachgeschalteten Datenverarbeitungstechnologien durch lokale Unternehmen angestoßen werden.

Fachbeitrag - 19.09.2019

Magnetisierte Algen als Mikroroboter für Medizin und Umwelt

Algen kennen wohl die meisten unter uns nur als mehr oder weniger angenehme Bewohner von Gewässern aller Art. Zu Unrecht, denn die äußerst vielseitigen und genügsamen Lebewesen könnten uns zukünftig in vielerlei Hinsicht von großem Nutzen sein. Wissenschaftler der Universität Stuttgart erforschen derzeit, wie man sie als Mikroroboter in der Biomedizin oder bei der Umweltsanierung einsetzen könnte.

Wissenschaftlern des Zentrums für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg und des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie in Heidelberg ist es erstmals gelungen, das HI-Virus beim Transport in den Kern der infizierten Zelle abzubilden. Die elektronentomografischen Aufnahmen zeigen: Die Protein-Hülle des Virus passiert die Kernpore als Ganzes und zerbricht erst im Inneren des Zellkerns, wo es die Virus-Erbinformation freisetzt.

Der Forschungsneubau „Multidimensionale Trauma-Wissenschaften“ der Universität Ulm für über 200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stärkt die Spitzenforschung im Land. Finanzminister Dr. Danyal Bayaz hat am Montag, 11. Oktober 2021, gemeinsam mit dem Amtschef des Wissenschaftsministeriums, Dr. Hans Reiter, den Grundstein für das neue Forschungsgebäude Multidimensionale Trauma-Wissenschaften (MTW) gelegt.

Die Untersuchung im Kernspintomographen stört die Raumwahrnehmung gesunder Personen, berichten Tübinger Hirnforschende. Die Kernspintomographie – auch Magnetresonanztomographie (MRT) genannt – setzen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gerne zur Untersuchung unseres Gehirns und seiner Funktionen ein.

Mikroroboter können die Medizin revolutionieren. Nun haben Forschende am Max Planck ETH Center for Learning Systems ein Bildgebungs-Verfahren entwickelt, das zellgrosse Mikroroboter erstmals einzeln und hochaufgelöst in einem lebenden Organismus erkennt. Das ist ein wichtiger Schritt zu einer präzisen Steuerung der Roboter und ihrer Anwendung in der Klinik.

In Kooperation mit einer chinesischen Forschungsgruppe konnte die Arbeitsgruppe Physikalische Chemie der Universität Konstanz ein Kontrastmittel mit deutlich erhöhter Effizienz herstellen.

Ein neues System zur Röntgenbildgebung, das sich für lebende Proben, aber auch für empfindliche Materialien eignet, haben Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zusammen mit Partnern in ganz Deutschland entwickelt. Mit ihm wird es möglich, Bilder mit mikrometergenauer Auflösung bei möglichst geringer Strahlendosis aufzunehmen.

Im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) erproben Ärzte derzeit ein neuartiges Verfahren der Computertomographie (CT): Für die Darstellung von Knochenmetastasen bei fortgeschrittenen Brustkrebs-Erkrankungen verglichen DKFZ-Radiologen nun das neue „photonenzählende" CT mit der konventionellen CT-Bildgebung. Ihr Ergebnis: Mit der neuen Technik lassen sich deutlich feinere Strukturen darstellen, als es bisher möglich war.

Wissenschaftler unter der Federführung des Universitätsklinikums Heidelberg werteten verschiedene Methoden des Maschinellen Lernens aus: Ein Algorithmus sagt die Tumorrückbildung nach Chemotherapie genauer voraus als Gewebeprobe und Bildgebung alleine. Das Langfristiges Ziel ist es, unnötige Brustoperationen zu vermeiden.

Für Menschen mit geschwächtem Immunsystem stellt die invasive pulmonale Aspergillose, eine große Gefahr dar. Die Diagnose der Infektion ist oft schwierig und die hochinvasiven Verfahren unangenehm für die geschwächten Patienten. Auf der Suche nach einem Diagnostikverfahren hat das Universitätsklinikum Tübingen gemeinsam mit der Universität Duisburg-Essen und der Universität Exeter ein neues Antikörper-gesteuertes Bildgebungsverfahren untersucht.

Wissenschaftler vom EMBL und vom DKFZ stellen eine neue Methode vor, um Stoffwechselprofile einzelner Zellen zu erstellen. Mit dem Verfahren, das Fluoreszenzmikroskopie und eine bestimmte Form der Massenspektroskopie kombiniert, können pro Stunde über hundert Stoffwechselprodukte und Lipide von mehr als tausend individuellen Zellen analysiert werden.

Das Werner Siemens Imaging Center (WSIC) an der Radiologischen Universitätsklinik Tübingen und der Medizinischen Fakultät der Universität Tübingen darf sich über eine Fördersumme von insgesamt 18,4 Millionen Euro von der Schweizer Werner Siemens-Stiftung (WSS) freuen. Mit der Fördersumme soll die bereits bestehende internationale Spitzenforschung auf dem Gebiet der molekularen und funktionellen Bildgebung gehalten und weiter ausgebaut werden.

Ultra-hochauflösende volldigitale Photon-Counting-Computertomografie ermöglicht bei Hochrisikopatient*innen erstmals eine präzise nicht-invasive Untersuchung von Herzkrankheiten. Studie im Fachmagazin Radiology.

Wie gut lösen die Algorithmen, die in der KI-gestützten Auswertung medizinscher Bilder genutzt werden, ihre jeweiligen Aufgaben? Das hängt im hohen Maße davon ab, anhand welcher Messgrößen – Metriken – ihre Leistung bewertet wird. Ein internationales Konsortium hat das weltweit verfügbare Wissen über die spezifischen Stärken, Schwächen und Limitationen der verschiedenen Validierungs-Metriken zusammengetragen.

Bauchspeicheldrüsenkrebs ist eine der tödlichsten Krebsarten des Menschen. Chemotherapien greifen nicht nur die Tumorzellen, sondern auch gesunde Zellen im ganzen Körper an. Innovative Nanopartikel könnten ein neuer Ansatz sein, den Krebs gezielter zu therapieren. Entwickelt haben ihn Forschende des Max-Planck-Instituts (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften, der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und des KIT in Karlsruhe.