Maßgeschneiderte Ultraschall-Screenings – daran arbeitet ein Wiener Forschungsteam. Dieser wichtige Schritt in Richtung personalisierter Medizin soll unter anderem genauere Bilder von Babys im Mutterleib ermöglichen.
Für viele werdende Eltern ist es ein einschneidendes Erlebnis, das für immer in Erinnerung bleibt: das Betrachten des ersten Ultraschallbildes vom ungeborenen Kind. Für Medizinerinnen und Mediziner ist es zugleich ein wichtiges diagnostisches Instrument, um etwaige Auffälligkeiten in der Entwicklung des Fötus zu erkennen. „Das bildgebende Verfahren mittels Ultraschallwellen hat allerdings seine Grenzen“, sagt Otmar Scherzer von der Fakultät für Mathematik der Universität Wien. Er ist Leiter des vor wenigen Tagen eröffneten Christian-Doppler-Labors (CD-Labors) für Modellierung und Simulierung von neuen Ultraschallgeräten – und will mit seiner Arbeit diese Grenzen verschieben.
Dafür forscht er an Algorithmen und Simulationsverfahren. Ziel ist die Entwicklung von Ultraschallgeräten, die „individuell abgestimmt auf den jeweiligen Menschen optimale Daten liefern“. Je exakter die Daten, desto schärfer ist das Bild und desto genauer sind auch die Schlüsse, die der Arzt oder die Ärztin daraus ziehen kann, um die Entwicklung des Fötus zu beurteilen oder die Gefahr einer vorzeitigen Geburt abzuschätzen.
Die Qualität der Ultraschalldaten hänge unter anderem von der Statur der zu untersuchenden Schwangeren ab, sagt Scherzer: „Die Schallwellen, die durch den Körper geschickt werden, breiten sich dort unterschiedlich schnell aus, beeinflusst von der Lage sowie der Dichte von Fettgewebe, Muskeln oder Knochen.“ Moderne Geräte erlauben zwar, dies zu berücksichtigen, indem relevante Einstellungen verändert werden können, „doch was wir langfristig erreichen wollen, ist eine automatische Anpassung des Systems an den jeweils zu untersuchenden Menschen“, sagt Scherzer. Das wäre ein wichtiger Schritt in Richtung personalisierter Medizin.
Bauchfett erkennen
Lexikon
Aussehen könne das beispielsweise so, dass das Gerät den Körperbau der Person automatisch analysiert, Fettgewebe und Knochen identifiziert und die Ultraschallwellen an diesen Stellen entsprechend zeitverzögert ausschickt, damit sich die Signale am gewünschten Punkt im Körper fokussieren und ein scharfes Bild liefern. Zugutekommen würde das etwa Schwangeren, die an Übergewicht aufgrund von Bauchfett leiden, erklärt Scherzer. Sie optimal zu scannen gelte derzeit als Herausforderung.
Zu einem deutlicheren Ultraschallbild tragen auch Filtertechniken bei, die Scherzer und sein Team implementieren wollen. Dabei geht es vor allem darum, eine kontrastreichere Darstellung zu erreichen. „Das hilft dem Diagnostiker, Interpretationsfehler zu vermeiden, und ermüdet auch nicht die Augen, wenn der Arzt stundenlang Ultraschallbilder betrachtet“, erklärt er. „Ein Vorteil des Ultraschalls ist es, dass er Bilder in Echtzeit liefert. Die technischen Features, die wir entwickeln, müssen auch dafür tauglich sein.“
Die pränatale Diagnostik ist freilich nicht das einzige Einsatzgebiet der Sonografie, für das sich die Forschung des CD-Labors als nützlich erweisen kann. Sie wird auch zu Untersuchungen der Gefäße und zahlreicher Organe genutzt. Unternehmenspartner des Labors ist mit GE Healthcare Austria einer der führenden Entwickler von Ultraschallgeräten für klinische Anwendungen.Die Sonografie ist ein diagnostisches Verfahren, bei dem Schallwellen durch den Körper geschickt werden. Diese werden im Gewebe unterschiedlich stark gestreut – das ergibt unterschiedliche Grautöne am Bildschirm.
Krankhafte Veränderungen der inneren Organe lassen sich mithilfe der Ultraschalluntersuchung erkennen.
Im Mutter-Kind-Pass sind drei Ultraschall-Screenings vorgesehen, aber nicht verpflichtend.