CD-Labor für Ophthalmologische Bildanalyse

Pathologien des Auges wie die altersbedingte Makuladegeneration, das diabetische Makulaödem und retinale Gefäßverschlüsse sind Folge der häufigsten Zivilisationserkrankungen und wichtigsten Diagnosen in der modernen Medizin überhaupt.

Als weit verbreitete Ursachen für einen schweren und irreversiblen Verlust des Sehvermögens bis zur Erblindung haben sie einen erheblichen Stellenwert in der Versorgung der Bevölkerung. Entsprechend der Änderung der demographischen Altersverteilung sind diese chronischen Erkrankungen in ihrer Prävalenz massiv zunehmend.

Aktuelle pharmakologische Errungenschaften haben diese schweren Augenkrankheiten äußerst effektiv behandelbar gemacht: Verschiedene anti-VEGF-Medikamente stellen eine potente, aber sehr Ressourcen-intensive Behandlungs-option dar, die aufwendige Interventionen (operative Medikamentengabe direkt in das Augeninnere) und hochentwickelte teure Medikamente involvieren. Neue Entwicklungen in der bildgebenden Diagnostik, insbesondere der nicht-invasiven optischen Cohärenztomographie (OCT) erlauben eine frühe Erkennung und eine gezielte Verlaufskontrolle unter Therapie. Entweder sind monatliche Injektionen erforderlich oder es wird eine kontinuierliche Befundkontrolle mittels OCT empfohlen, mit dem Ziel so oft wie nötig, aber so wenig wie möglich zu behandeln, damit Aufwand, Kosten und Nebenwirkungen der Therapie unter Kontrolle gehalten werden können. Denn der optimale Behandlungszeitpunkt für einzelne Patientinnen und Patienten kann derzeit nicht individuell festgestellt werden. Es fehlen verlässliche Parameter und Krankheitsmodelle zur Identifikation des individuell adäquaten Behandlungszeitraumes. Dieses Labor sucht nach solchen Parametern und Modellen.

Die neue Generation der OCT (SD-OCT) liefert zwar hochauflösende und dreidimensionale Bilder der Netzhaut. Das Auflösungsvermögen ist so hoch, dass einzelne Netzhautschichten und neurosensorische Mikrostrukturen qualitativ beurteilt werden können; kleinste Strukturen bis hin zu zellulären Veränderungen können dargestellt werden. Allerdings, und hier liegt der Forschungsbedarf, kann diese große Menge an Bilddaten derzeit nicht sinnvoll genutzt werden. Zum einen weiß man nicht, welche Parameter für die Vorhersage des Krankheitsverlaufs überhaupt geeignet sind, zum anderen müssen die großen Datenmengen effizient verarbeitet werden.

Ziel des CD-Labors ist die Entwicklung neuer computer-gestützter Methoden zur Analyse der Bilder. Dadurch soll eine standardisierte und quantitative Verarbeitung aller in OCT vorhandenen Informationen ermöglicht werden, damit die Behandlung medizinisch und ökonomisch effizienter einsetzbar ist.

Für die Entwicklung computer-gesteuerter Algorithmen für die Analyse der bildgebenden Verfahren, arbeitet ein inter-disziplinäres Team zusammen: ExpertInnen für Netzhaut-erkrankungen, für Computerwissenschaften, medizinische Physik und biomedizinische Optik.

Die neuen Methoden werden nicht nur die Behandlung individuell anpassen (personalisierte Medizin), sondern auch zur Identifikation von umfassenden Krankheits-modellen (Populationsanalyse) beitragen: Auf Basis der analysierten Bilddaten werden komplexe statistische Krankheitsmodelle erarbeitet, die RisikopatientInnen früher identifizieren lassen und zutreffende Prognosen erlauben.

Am Ende der Forschungsarbeiten stehen solide Standards für eine der häufigsten und teuersten Therapiemethoden der modernen Medizin: Bereits nach der ersten Untersuchung kann erkannt werden, wie aggressiv die Erkrankung verlaufen wird, wie viele Kontrollen und Behandlungen nötig sein werden, und welches Behandlungsergebnis erwartet werden kann.