Weltraumtechnik für die Gesundheit

Eigentlich sollte die Software aus dem Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA bei der Aufbereitung von Bildern helfen, die Weltraumsonden auf die Erde funkten. Inzwischen wurde daraus ein noninvasives bildgebendes Verfahren, das potenzielle Arterienprobleme erkennen kann, bevor Symptome entstehen.

ArterioVision genannt und kürzlich in den USA zugelassen, setzt das Computerprogramm auf Standard-Ultraschallgeräte auf, die in den meisten Krankenhäusern bereits vorhanden sind. Das ausgegebene Bild ist allerdings deutlich genauer. Untersucht wird dabei die Halsschlagader. Ist diese verengt, kann dies ein Warnzeichen sein, dass sich Arteriosklerose, sprich: Arterienverkalkung, bildet, die wiederum zu Herzinfarkten führen kann.

Robert Seltzer, der seit den Sechtzigerjahren am JPL Bildbearbeitungssoftware entwickelt hat und 2002 in Rente ging, erläutert, dass das Verfahren ursprünglich zur Optimierung von Bildern verwendet wurde, die frühe Mond- und Planetensonden aufnahmen. Der NASA wurde jedoch schnell klar, dass die Technologie auch im medizinischen Bereich nützlich sein könnte – es entstanden mehrere entsprechende Forschungsprojekte.

Anfangs versuchte die Weltraumbehörde noch, Röntgenaufnahmen zu verbessern – doch diese waren bereits im Original detailreich genug. Ultraschallbilder lösen hingegen geringer auf, haben aber den Vorteil, ohne Strahlungsrisiko auszukommen. Deshalb setzte man hier mit der Optimierung an.

ArterioVision kann nun nicht nur die inneren Arterienwände aus den Bildern isolieren, sondern auch die Dicke der innersten zwei Schichten darstellen – der Intima und der Media. Die Halsschlagader ist deshalb gut geeignet, weil sie nahe an der Hautoberfläche liegt und sich mit Ultraschall ohne einen Eingriff erfassen lässt. Verdickt sich die Arterienwand an dieser Stelle, ist dies meist ein Indikator dafür, dass dies auch in anderen Bereichen im Körper passiert. Im Gegensatz zu der auf Röntgenstrahlung basierenden Computertomographie lässt sich die Ultraschalluntersuchung ohne Gesundheitsgefahr häufig wiederholen – so kann auch ein Behandlungsfortschritt festgestellt werden. Die Therapie ist dadurch zudem wesentlich flexibler.

Die ArterioVision-Untersuchung dauert nur wenige Minuten. Der Patient liegt dabei auf einem Untersuchungstisch, während das Ultraschallgerät die beiden Seiten seines Halses nach einem vorgeschriebenen Muster abtastet. Die Software baut dann ein detailreiches Bild der Arterien auf und berechnet die Dicke von Intima und Media.

Ohne die JPL-Software würde ein Medizintechniker die Aufnahme von Hand am Rechner analysieren und die Zellwand mit der Maus skizzieren. Dieser Prozess ist außerordentlich subjektiv, aus einem Bild abgeleitete Ergebnisse variieren sehr stark. Laut Seltzer war dies bei ArterioVision nicht der Fall: Bei 100 Patienten, die in einem Abstand von einer Woche zwei Mal untersucht wurden, war die Software wesentlich konstanter und damit zuverlässiger als der Mensch: "Es ist egal, an welchem Tag man kommt, das Resultat ist immer gleich."

Howard Hodis von der Keck School of Medicine an der University of Southern California war an einigen der klinischen Studien beteiligt. Ihm fiel auf, dass die hochauflösenden Bilder auch positive Auswirkungen auf die Patienten hatten: "Sobald diese sehen, wie aufgedunsen ihre Arterien tatsächlich sind, motiviert es sie viel mehr, ihren Lebenstil zu ändern" – etwa bei der Ernährung oder beim Sport.

Die JPL-Software wurde an das Unternehmen Medical Technologies International (MTI) lizenziert. Sie soll sobald wie möglich überall verfügbar sein. MTI-Präsident Gary Thompson weiß aus eigener Erfahrung, wie gut die Technik Problempatienten erkennen kann, ohne dass diese Symptome haben: Er wurde selbst in eine Familie geboren, in der Herzprobleme an der Tagesordnung sind.

Mit 50 ließ er einen teuren Gesundheitscheck vornehmen, mit einer ganzen Batterie von Tests. Er bestand ohne jegliches Problem. Allerdings erlitt er dann nur wenige Wochen später bei einem Marathonlauf einen Herzinfarkt – Symptome gab es keine.

Nach seiner Gesundung hörte Thompson von der JPL-Software, die gerade in klinischen Tests war. Er wollte sie unbedingt ausprobieren. "Ich ging in den Untersuchungsraum, sagte ihnen nichts von meinem Herzinfarkt und auch nichts von meiner Prädisposition. Nach 15 Minuten und einem 500 Dollar teuren Test teilte man mir mit, dass ich sofort einen Arzt aufsuchen müsse."

Weitere Studien in den letzten Jahren hätten nun belegt, dass die Technik durchgehend funktioniere – und zwar in vielen Fällen auch bei Leuten, die völlig beschwerdefrei seien. "40 Prozent der Menschen, die an einem Herzinfarkt letztlich sterben, hatten vorher keinerlei Symptome. Das passiert ständig." Thompson hofft nun, dass ArterioVision dies ändern wird. (bsc)