3D-Modelle aus medizinischen Bilddaten
automatisiert und webbasiert erstellt
Anschauliche dreidimensionale Modelle (3D-Modelle), die aus den medizinischen Bilddaten des
Patienten gewonnen werden, könnten diesbezüglich sowohl für den Arzt als auch den Patienten
eine bedeutende Entscheidungshilfe sein. Das gilt sowohl für die virtuellen 3D-Modelle,
deren äußeren und inneren Formen (Morphologien) am Computer interaktiv von allen Seiten
leicht betrachtet werden können, als auch die daraus additiv gefertigten plastischen
3D-Modelle (z.B. via 3D-Druck).
Ihre Herstellung erfordert allerdings viele manuelle Arbeitsschritte, die von internen
Experten oder Dienstleistern in enger Absprachen mit dem Arzt vorgenommen werden. Durch den
hohen zeitlichen Aufwand, den dieser Arbeitsablauf mit sich bringt, ist dieser jedoch nur
schwer in den Klinikalltag integrierbar.
Wir fokussieren uns in der Entwicklung auf Prostatakrebs. Mit einer großen Anzahl an
Faktoren, die Einfluss auf die Heilungschancen sowie Therapiemöglichkeiten haben, ist er ein
charakteristischer Anwendungsfall und eignet sich daher sehr gut als Exempel sowie zur
späteren Ausweitung auf weitere Krankheitsbilder.
Hintergrundinformationen zum Krankheitsbild und zur Motivation
Prostatakrebs ist bei Männern die häufigste Krebserkrankung und nach Lungen- und Darmkrebs
die dritthäufigste krebsbedingte Todesursache in Deutschland. Viele Tumore werden zufällig
entdeckt, oder wachsen so langsam, dass sie niemals zu Beschwerden führen. Aber auch
Vorsorgeuntersuchen führen dazu, dass die Mehrzahl der Tumoren in einem frühen Stadium
diagnostiziert werden. Dann bieten sich gute Heilungschancen. Wenn der Tumor allerdings auf
andere Organe übergegriffen hat, kann der Patient meist nur noch palliativ behandelt werden.
Neben dem Stadium hat auch die Morphologie des Tumors einen großen Einfluss auf die Therapie
und Überlebenschancen. Das Spektrum an Therapiemöglichkeiten reicht von aktiver Überwachung
bis hin zu Chemotherapie, Strahlentherapie oder operativer Entfernung, welche starke
Nebenwirkungen und Schädigungen an umliegenden Organen zur Folge haben. Um unnötige
Schädigungen zu vermeiden, ist eine sehr genaue Diagnose und auch Therapieplanung
entscheidend. Die Erfolge, die in der medizinischen Bildgebung erzielt werden, bestärken uns
in dem Vorhaben, die generierten 2D-Schichtaufnahmen mithilfe von 3D-Darstellungen und
3D-Modellen verständlicher, besser auswertbar und für mehr Anwendungsbereiche nutzbar zu
machen.
Unsere Vision
Unsere Vision ist es, den medizinischen Experten eine Plattform zu bieten, über die die
Modellgenerierung und -fertigung unkompliziert intern oder extern weitergegeben werden
können und über die die Kommunikation vereinfacht wird. Dazu sollen Mediziner nicht nur die
Bilddaten ihrer Patienten sicher hochladen können, sondern diese auch für die Experten, die
die Daten weiterverarbeiten, annotieren und zum Teil sogar selbst segmentieren können,
jederzeit und von verschiedenen lokalen oder mobilen Geräten. Dazu werden im Rahmen des
Forschungsprojektes intelligente Interaktionstechniken, (Teil-)Automatisierungen von
Bildanalyse- und Segmentierungstechniken, entsprechende Schnittstellen und weitere innovative
Online-Services erforscht und entwickelt.
