Gezielt gegen Tumore

Posterpreis für interdisziplinäres Projekt

Der von der amerikanischen Firma VARIAN gesponserte Posterpreis der 30. Jahrestagung der Gesellschaft für Medizinische Physik wurde dieses Jahr an Dr. Nasser Kaspari für ein Projekt vergeben, das von der Klinik für Strahlentherapie und dem Institut für Prozeßmeßtechnik und Elektronik bearbeitet wird. Es war vom Kultusministerium des Landes Sachsen-Anhalt drei Jahre finanziert worden. Die Auszeichnung erfolgte aufgrund der Innovation und der ausgezeichneten Darstellung des Projektes.

Ziel des Projektes war die Erstellung eines Expertensystems zur automatischen Vorhersage des Zielvolumens in der Strahlentherapie mit künstlichen neuronalen Netzen, genannt Target Generator. Das inzwischen funktionsfähige komplexe Programm erleichtert die Arbeit des Strahlentherapeuten und gewährleistet eine genaue, standardisierte Festlegung des zu bestrahlenden Volumens in Computer- oder Kernspintomogrammen der Tumorregion.

Forschung am Hirntumor

In der ersten Phase des Projektes wurden Forschungsarbeiten zur Erstellung des Expertensystems für Hirntumoren vorgenommen. Die Aufgabe besteht darin, aus dem lokalisierten Tumor auf ein Zielvolumen zu schließen, das zusätzlich die nicht sichtbaren Ausläufer des Tumors enthält. Die Vorhersage dieses nicht sichtbaren Volumens wird aus klinischen Daten mit Hilfe künstlicher neuronaler Netze getroffen. Zu Beginn muß das System durch klinische Fälle angelernt werden, die ihm ein Experte (Arzt) vorgibt. Später kann es ohne diese Hilfe das zu bestrahlende Gebiet automatisch bestimmen. Weitere Forschungsarbeiten an anderen Tumorarten, wie z.B. dem Lungen-, dem Enddarm- und dem Prostatatumor, werden zur Zeit vorbereitet und durchgeführt.

 

Die innere Kontur repräsentiert den sichtbaren Anteil des Tumors, die äußere schwarze Linie ist das vom Arzt definierte Gebiet, das bestrahlt werden soll. Die überlagernde Linie zeigt das vom Expertensystem vorhergesagte Zielvolumen. Die Unterschiede dieser beiden Konturen sind kleiner als Konturen, die von verschiedenen Ärzten markiert werden. Damit ist eine Art Standardisierung erreicht.

 

Die Arbeit an diesem Projekt war durch die Anwendung moderner Schnittbildverfahren an der Klinik für Strahlentherapie Magdeburg (Direktor: Prof. Dr. Günther Gademann) möglich. Maßgeblich für die technischen Lösungen des komplexen Problems sind die Erfahrungen des Lehrstuhls Technische Informatik am Institut für Prozeßmeßtechnik und Elektronik der Fakultät Elektrotechnik (Prof. Dr. Bernd Michaelis) auf dem Gebiet der Neuronalen Netze in der Bildverarbeitung. Beide Institute der Universität verbindet eine enge und erfolgreiche Zusammenarbeit seit über fünf Jahren.

Interesse ist groß

Das Interesse an diesem Expertensystem, das bisher mehrfach auf Messen repräsentiert wurde, ist sehr groß. Im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen der Universität Magdeburg und dem ausgegründeten Institut für Neurosimulation und Bildtechnologien INB GmbH, das seinen Sitz im ZENIT-Gebäude hat, wird das Expertensystem kommerziell verwertet. So besteht bereits eine enge Kooperation mit der schwedischen Firma HELAX, die Planungssysteme für die Strahlentherapie herstellt und das System in ihre Programme einbinden möchte.

Prof. Dr. Günther Gademann