Verbesserung der Lebensqualität bei idiopathischer Lungenfibrose

Mit Hilfe der LUFIT-Software können Ärzte CT-Aufnahmen noch genauer beurteilen. Foto: Thoraxklinik HD

Mit Hilfe der LUFIT-Software können Ärzte CT-Aufnahmen noch genauer beurteilen. Foto: Thoraxklinik HD

Ort:Heidelberg
Zielsetzung:Entwicklung einer Lungenfibrosequantifizierungstool-Software
Projektpartner:Thoraxklinik Heidelberg
Laufzeit:2014–18
Förderhöhe:250.000 €

Die Ursache für die Entstehung der idiopathischen Lungenfibrose (IPF) ist ebenso unklar wie die Häufigkeit ihres Vorkommens. Schätzungen zufolge sind fünf Menschen pro 100.000 Einwohner von ihr betroffen. Die IPF gilt aber nicht nur als seltene, sondern auch als besonders aggressive Form der Lungenfibrose und hat eine sehr ungünstige Prognose. Die mittlere Überlebenszeit beträgt unbehandelt nur zwei bis drei Jahre. Mit geeigneten Therapien kann der Verlauf der IPF günstig beeinflusst werden. Die Dietmar Hopp Stiftung hat ein entsprechendes Projekt der Thoraxklinik Heidelberg zur Entwicklung einer speziellen Software von 2014 bis 2018 mit 250.000 Euro unterstützt.

Um diese Erkrankung diagnostizieren und ihren Verlauf beurteilen zu können, wird die Computertomographie (CT) verwendet, durch die ein detaillierter Blick in den menschlichen Körper möglich ist. Diese zeigt bei einer Lungenfibrose je nach Schweregrad der Erkrankung charakteristische Befundmuster in unterschiedlicher Ausprägung. Bislang erfolgte die Beurteilung der Ausprägung dieser Muster im CT rein visuell durch einen Radiologen und damit sehr subjektiv. Auch deshalb bleiben Prognosen zum Verlauf der Erkrankung sowie zur Effektivität einer Behandlung ungenau.

„Um eine rasche und objektive Beurteilung des Krankheitsverlaufes und des Behandlungserfolges bei idiopathischer Lungenfibrose vornehmen zu können, benötigen wir eine Software, die eine objektive, quantitative Messung des Ausmaßes der fibrosierenden Lungenveränderungen im CT ermöglicht“, erklären die Lungenspezialisten der Thoraxklinik in Heidelberg, Prof. Dr. Michael Kreuter und Prof. Dr. Claus Peter Heußel. „Denn dadurch können Lebensqualität und Lebenserwartung der betroffenen Patienten deutlich verbessert werden.“

Gemeinsam mit der Abteilung für Medizinische Bildverarbeitung am Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg (DKFZ) haben sie mit Unterstützung der Dietmar Hopp Stiftung eine Lungenfibrosequantifizierungstool-Software, kurz LUFIT, zur vollautomatischen Analyse der Lungen-CTs von Patienten mit IPF entwickelt. Dr. Ingrid Rupp, Stiftungsleitung der Dietmar Hopp Stiftung: „Auch erfahrene Ärzte können je nach Tagesform und bereits geleistetem Stundenpensum einzelne CT-Aufnahmen unterschiedlich beurteilen. Die neue Software ist ein willkommenes und unterstützendes Instrument an der Thoraxklinik, um Diagnosen noch genauer stellen zu können.“

Diese Software führt eine automatische Lungenvolumensegmentierung ohne Nutzerinteraktion durch, die eine Fibrose auch in Fällen erfasst, die aufgrund der Schwere der Erkrankung selbst für den Radiologen schlecht abzugrenzen sind. LUFIT führt darüber hinaus eine automatische Quantifizierung der Lungenfibrose durch und liefert Marker, die mit verschiedenen Stadien der IPF assoziiert sind und Rückschlüsse auf den Verlauf der Erkrankung zulassen.

Eine der ersten Analysen bei 127 Patienten hat die Aussagekraft der von LUFIT generierten Marker bei IPF-Patienten mit akuter Verschlechterung und solchen mit stabilem Verlauf verglichen. Eine IPF-spezifische Indexanalyse und eine Methodik aus dem Bereich des Deep Learning wurden für zukünftige Analysen in LUFIT bereitgestellt. Letztere sind geeignet, eine automatische Erkennung von Fibrose-Einzelmustern aus CT-Daten durchzuführen.

Derzeit erfolgt die Weiterentwicklung des LUFIT-Tools zu einem effektiven, in den klinischen Alltag integrierbaren Computersystem, das eine genaue Einteilung, Quantifizierung, Verlaufsbeobachtung und Beurteilung der Lungenfibrose ermöglicht.

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Stand: März 2018

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