Blutfluss in 3-D


Bei der Angiographie geht es zum einen um die Frage, wo genau die Adern im Körper verlaufen, zum anderen darum, wie gut sie vom Blut durchflossen werden. Mit Hilfe moderner Röntgen- und Magnetresonanz- Tomographen ist es heute möglich, dreidimensionale Angiogramme der weit verzweigten Gefäßsysteme zu erhalten. Dafür wird ein spezielles Kontrastmittel in die Blutbahn gespritzt.

Das Problem bestand bisher darin, dass der Gefäßbaum vollständig mit Kontrastmittel gefüllt sein muss, damit 3-D-Aufnahmen gelingen. Wie das Blut dort fließt, lässt sich anhand dieser Bilder dann nicht mehr erkennen. Dies wiederum gelingt bislang nur mit Hilfe der zweidimensionalen Angiographie. Dabei wird ebenfalls ein Kontrastmittel in die Adern gespritzt. Eine Reihe von Röntgenaufnahmen in kurzen Zeitabständen zeigt, wie sich die Markersubstanz mit dem Blutstrom im Körper ausbreitet. Da diesen Bildern jedoch ein Teil der räumlichen Information fehlt, kann der Blutfluss nicht immer eindeutig bestimmten Gefäßen zugeordnet werden.

Eine spezielle Software der Informatikerin Esther Platzer lässt nun erkennen, wie der Blutfluss im 3-Dimensionalen verläuft. Sie produzierte einen ausgefeilten Algorithmus, der berechnet, mit welcher Wahrscheinlichkeit sich der im 2-D-Bild sichtbare Blutfluss zu jedem Zeitpunkt einem bestimmten Gefäßabschnitt im zugehörigen 3-D-Angiogramm zuordnen lässt. Zugleich liefert das Programm über ein Bewegungsmodell, das die Blutflusseigenschaften berücksichtigt, laufend Prognosen darüber, wohin und wie weit das Kontrastmittel in der Zeit bis zur nächsten Aufnahme wohl fließen wird.

Diese Hypothesen überprüft die Software dann anhand der nächsten realen 2-D-Bilder und lernt dabei aus den eigenen Fehlern. Durch den wiederholten Abgleich der Flussprognosen mit den tatsächlich beobachteten Daten und den zugehörigen Wahrscheinlichkeitswerten kann die Software schließlich dreidimensional genau rekonstruieren, wo und wie das Blut durch die weit verzweigten Gefäße fließt.

COMPAMED.de; Quelle: Universität Koblenz-Landau