Medizin: Software für sichere Operationen und Krebs-Früherkennung

Medizin: Software für sichere Operationen und Krebs-Früherkennung

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Leber-Operationsplanung mit MeVis-Software: Eine Spenderleber für zwei

Die Bremer Universitätsausgründung MeVis zeigt, wie aus Forschung ein weltweit gefragtes Produkt entsteht. Ihre Software zur Bildauswertung macht Operationen sicherer und verbessert die frühe Erkennung von Krebs.

Seit Stunden bereitet Susanne Zentis die Leberoperation akribisch am Computer vor. Die ausgebildete Radiologie-Assistentin simuliert vorab jeden Handgriff des Chirurgen. Denn der Eingriff wird äußerst kniffelig: Der Krebspatient, der in einer Klinik in Leverkusen operiert werden soll, hat einen faustgroßen Tumor und drei Tochtergeschwulste in der Leber. Bei der Entfernung des Tumorgewebes darf der Chirurg auf keinen Fall zu viele Adern in der gut durchbluteten Leber durchtrennen, sonst funktioniert das lebenswichtige Entgiftungs- und Stoffwechselorgan nach der Operation nicht mehr.

Bei der Entscheidung, welche Gefäße der Arzt gefahrlos kappen kann, hilft der Anwendungsspezialistin eine weltweit einmalige Software ihres Arbeitgebers, der MeVis Medical Solutions in Bremen. Das behandelnde Krankenhaus schickt elektronisch sämtliche vom Patienten erstellten Aufnahmen aus dem Computer- und Kernspintomografen auf einen Datenserver bei MeVis. Daraus sucht Zentis sich die besten aus, auf deren Grundlage das Programm ein exaktes dreidimensionales Modell der Patientenleber berechnet. Es zeigt alle großen und kleinen Adern, die das Organ durchziehen – jedes der acht unterschiedlich versorgten Arreale der Leber wird dabei in eigenen Farben dargestellt. Das erhöht die Übersichtlichkeit.

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Zentis markiert die Tumore und berechnet, wie viel Prozent funktionsfähiges Lebergewebe übrig bleibt, wenn der Chirurg so oder so schneidet. Mindestens 35 Prozent müssen nach dem Entfernen der Krebsherde erhalten bleiben. Der Operationsplan wird von einem Mediziner bei MeVis noch einmal gecheckt und geht dann elektronisch an die Klinik – und quasi als Warnung auch eine Darstellung der tödlichen Schnitte.

Bildauswertungsprogramme sorgen für Innovationsschub

Bildauswertungsprogramme wie das von MeVis sind aus der modernen Hochleistungsmedizin nicht mehr wegzudenken. Sie haben einen der größten Innovationsschübe der vergangenen Jahre gebracht. Die ausgefeilten Algorithmen helfen den Medizinern, Tumore besser und früher zu erkennen. Sie erleichtern die Operationsplanung und ermöglichen es den Ärzten durch einen Blick ins Gehirn oder den Körper zu erkennen, ob Medikamente gegen Alzheimer oder multiple Sklerose wie gewünscht wirken, oder ob die Krankheit ungebremst fortschreitet. Auch auf der weltgrößten Medizintechnik-Messe Medica, die am 19. November in Düsseldorf beginnt, spielt das Zukunftsthema deshalb eine zentrale Rolle: Hier präsentieren sich die Anbieter solcher Techniken.

Speerspitze des Fortschritts sind dabei nicht in erster Linie weltweit agierende Medizintechnikkonzerne wie Siemens, Philips oder General Electric (GE), sondern hochinnovative Mittelständler wie die deutsche MeVis. Sie entwickeln oftmals die Software, die Übersicht in die Zigtausenden Schnittbilder aus dem Computer- oder Kernspintomografen bringt und sie richtig interpretiert. Ohne die Unterstützung des Computers würden die Mediziner in der Flut der Daten untergehen.

Viele der Ideenschmieden sitzen in den USA. Aber auch in Deutschland, wo Medizintechnik eine lange Tradition hat und die Branche ungebrochen stark ist, haben sich eine ganze Reihe interessanter Unternehmen formiert. MeVis ist eines davon – und zudem ein Musterbeispiel für den geforderten, in Deutschland aber nur selten gelungenen schnellen Transfer von Forschungsergebnissen in die Wirtschaft. Die Erfolgsgeschichte spielt in Bremen. An der dortigen Universität gründete der Mathematiker Heinz-Otto Peitgen 1995 das Zentrum für Medizinische Diagnosesysteme und Visualisierung – kurz: MeVis. Die Entwicklungen der gemeinnützigen Forschungs-GmbH waren bald weltweit so gefragt, dass für die Vermarktung drei Jahre darauf die MeVis Medical Solutions AG ins Leben gerufen wurde. Das Unternehmen mit einem Jahresumsatz von knapp acht Millionen Euro ist seit 2007 börsennotiert, beschäftigt aktuell 142 Menschen und beliefert heute fast sämtliche großen Medizintechnikhersteller der Welt mit Auswertesoftware für deren hochkomplexe Großgeräte.

Startpunkt der Erfolgsgeschichte war eine verständliche medizinische 3-D-Darstellung der Leber. Ein guter Bekannter Peitgens, der Direktor des Zentrums für Radiologie und Strahlendiagnostik der Universität Marburg, Klaus Jochen Klose, hatte ihn gebeten, dafür eine Lösung zu finden. Die Aufgabe war alles andere als trivial.

Lange hatte es den Anschein gehabt, als würden sich solche organischen Strukturen und Formen jeder exakten mathematischen Berechnung entziehen. „Die euklidsche Geometrie ist wunderbar für Linien, Quader und Kreise geeignet“, sagt Peitgen: „Ein Tisch, ein Schrank, ein Motorkolben lassen sich damit hervorragend berechnen.“ Bei verästelten Strukturen wie einem Küstenverlauf oder Adern in einem Organ versagte sie: Es gab keine Formeln, mit denen sich solche Muster beschreiben ließen. Erst mit der vom Mathematiker Benoît Mandelbrot 1975 entwickelten sogenannten fraktalen Geometrie ließen sich erstmals auch Strömungsturbulenzen oder die Anordnung von Sternenhaufen exakt beschreiben und in mathematische Formeln gießen.

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