Schnellere Messergebnisse dank KI 31.10.2024, 15:27 Uhr

Herzinfarktdiagnose durch KI: Infarktgröße in nur 20 Sekunden bestimmen

Eine neue KI-basierte Methode verbessert die Bestimmung der Größe von Herzinfarkten und reduziert die Auswertungszeit auf 20 Sekunden. Es bleibt abzuwarten, welche neuen Erkenntnisse diese Technologie für die Herzforschung ermöglichen wird.

Infarkt

Während die manuelle Auswertung (links) bis zu 90 Minuten dauert, benötigt die Künstliche Intelligenz (rechts) lediglich 20 Sekunden.

Foto: UDE/UK Essen/Kleinbongard, created with BioRender.com

Um die Größe eines Herzinfarkts in Laboruntersuchungen zu bestimmen, analysieren Forscher derzeit die Bilder von betroffenen Schweineherzen manuell in etwa 90 Minuten. Durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz kann dieser Prozess jedoch auf rund 20 Sekunden verkürzt werden. Diese innovative Methode wurde von einem Forschungsteam der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen und des Universitätsklinikums Essen entwickelt.

Für die Infarktforschung ist es wichtig, die Größe eines Infarkts und das abgestorbene Herzgewebe genau zu bestimmen. Diese Informationen sind entscheidend, um neue, herzschützende Behandlungen zu entwickeln. Dazu wird das Herz eines verstorbenen Schweins nach einem Herzinfarkt entnommen, in Scheiben geschnitten und digital abgebildet. Bisher wurde diese Auswertung, wie bereits erwähnt, manuell durchgeführt und dauerte etwa 90 Minuten. Ein Forschungsteam der Medizinischen Fakultät der Universität Duisburg-Essen, unter der Leitung von Prof. Petra Kleinbongard und Prof. Gerd Heusch, hat nun zusammen mit Prof. Jakob Nikolas Kather von der TU Dresden eine neue KI-basierte Methode entwickelt.

Deep-Learning-Modell zur Bestimmung der Infarktgröße trainieren

In dieser Studie wurden 3.869 digitale Bilder von TTC-gefärbten Herzschnitten von Schweinen verwendet, um ein Deep-Learning-Modell zur Bestimmung der Infarktgröße zu trainieren. Die Forscher haben die Bilder zuvor bearbeitet, indem sie störende Hintergründe entfernt und das Format angepasst haben.

Zunächst wurde ein Teil der digitalen Bilder von Herzschnitten verwendet, um die Künstliche Intelligenz (KI) zu trainieren. Dabei wurden die Infarktbereiche, die nicht betroffenen Bereiche und andere wichtige Regionen auf den Bildern von Hand markiert. Mit einem speziell trainierten Deep-Learning-Modell auf Basis der U-Net-Architektur konnte die Auswertungszeit pro Experiment von 90 Minuten auf nur 20 Sekunden verkürzt werden.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Immobilien Management Essen GmbH (IME)-Firmenlogo
Referent interne Revision (m/w/d) - Fokus Daten, Prozesse & Technik Immobilien Management Essen GmbH (IME)
Gemeinde Schöneck-Firmenlogo
Ingenieur/in (m/w/d) Siedlungswirtschaft/Tiefbau Gemeinde Schöneck
Schöneck Zum Job 
TenneT TSO-Firmenlogo
Betriebsingenieur Offshore (m/w/d) TenneT TSO
Hannover Zum Job 
Hochschule für Musik und Darstellende Kunst Frankfurt am Main-Firmenlogo
Ingenieur*in Energie, Klimaschutz und Transformation (w/m/d) Hochschule für Musik und Darstellende Kunst Frankfurt am Main
Frankfurt Zum Job 
SOCON Sonar Control Kavernenvermessung GmbH-Firmenlogo
Vermessungsingenieur / Geodäsie (m/w/d) SOCON Sonar Control Kavernenvermessung GmbH
OHRA Regalanlagen GmbH-Firmenlogo
Schweißaufsichtsperson im Schweißfachbetrieb EXC 3 (m/w/d) OHRA Regalanlagen GmbH
OHRA Regalanlagen GmbH-Firmenlogo
Schweißaufsichtsperson im Schweißfachbetrieb EXC 3 (m/w/d) OHRA Regalanlagen GmbH
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Geschäftsbereichsleitung (w/m/d) Bau und Erhaltung - Außenstelle Hamm Die Autobahn GmbH des Bundes
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Geschäftsbereichsleitung Betrieb und Verkehr (w/m/d) Außenstelle Hamm Die Autobahn GmbH des Bundes
ista SE-Firmenlogo
Projektingenieur - Technische Gebäudeausrüstung und Energiedienstleistungen (m/w/d) ista SE
Region Hamburg, Berlin oder Düsseldorf / Köln (West) Zum Job 
Schleifring GmbH-Firmenlogo
Prozessingenieur (m/w/d) Schleifring GmbH
Fürstenfeldbruck Zum Job 
HYDAC Group-Firmenlogo
Qualitätsingenieur Luft- und Raumfahrt (w/m/d) HYDAC Group
Sulzbach/Saar Zum Job 
GOLDBECK SOLAR GmbH-Firmenlogo
Bauleiter (m/w/d) PV-Dachanlagen GOLDBECK SOLAR GmbH
deutschlandweit Zum Job 
Schleifring GmbH-Firmenlogo
Vertriebsingenieur Maschinenbau & Elektrotechnik (m/w/d) Schleifring GmbH
Fürstenfeldbruck Zum Job 
Wasserverband Garbsen-Neustadt a. Rbge.-Firmenlogo
Projektingenieur im Bereich Wassergewinnung (w/m/d) Wasserverband Garbsen-Neustadt a. Rbge.
Garbsen Zum Job 
Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein-Firmenlogo
Bauingenieurin / Bauingenieur (w/m/d) für den konstruktiven Ingenieurbau im Geschäftsbereich 3 "Erhaltung, Kompetenzzentrum Brücken" Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein
Rendsburg, Lübeck, Kiel, Itzehoe, Flensburg Zum Job 
BEC GmbH-Firmenlogo
Projektmanager Automatisierung und Sondermaschinenbau (Mensch) BEC GmbH
Pfullingen Zum Job 
Stadtwerke Leipzig GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Elektrotechnik Stadtwerke Leipzig GmbH
Leipzig Zum Job 
TenneT TSO GmbH-Firmenlogo
Lead Asset Management & Engineering (m/w/d) TenneT TSO GmbH
Lehrte, Bayreuth Zum Job 
Hüttlin GmbH a Syntegon Company-Firmenlogo
Standortleiter / Site Director (m/w/d) Hüttlin GmbH a Syntegon Company
Schopfheim Zum Job 

„Die Ergebnisse, die das Modell uns in einem unabhängigen Datenset liefert, stimmen bis zu 98% mit unseren manuellen Messungen an Schweineherzen überein“, wird Prof. Petra Kleinbongard in einer Pressemitteilung zitiert. Diese neue Methode ist eine objektive und zuverlässige Alternative zur herkömmlichen Messung der Infarktgröße und kann auch in Forschungsprojekten eingesetzt werden. Die Technologie wurde bereits erfolgreich in verschiedenen Herzmodellen getestet und könnte die Forschung zur Herzschutztherapie deutlich voranbringen.

Ein Beitrag von:

  • Alexandra Ilina

    Alexandra Ilina ist Diplom-Journalistin (TU-Dortmund) und Diplom-Übersetzerin (SHU Smolensk) mit mehr als 20 Jahren Berufserfahrung im Journalismus, in der Kommunikation und im digitalen Content-Management. Sie schreibt über Karriere und Technik.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.