Forscher haben eine Software entwickelt, die Wirbelbrüche auf CT-Bildern automatisch erkennt und prognostisch bewertet. Das System zeigt nicht nur unentdeckte Frakturen an, sondern fungiert auch als Frühwarnsystem für Brüche.
Im Alter baut sich die Knochensubstanz vieler Menschen ab. Osteoporose bleibt oft unbemerkt, selbst wenn es zu Brüchen an den Wirbelkörpern kommt. Mittels Röntgenuntersuchung oder Computertomografie (CT) könnte die Wirbelfraktur zwar nachgewiesen werden, aber dazu kommt es nicht immer. Oft wird ein Wirbelbruch im Alltagsstress der Klinik übersehen.
Zur Verbesserung der Osteoporose-Diagnostik haben Forscher nun eine Software entwickelt. Das Programm verwendet Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) und kann damit automatisch auf CTs, die aus den verschiedensten Gründen aufgenommen werden, Hinweise auf Osteoporose und prognostisch ungünstige Wirbelbrüche erkennen.
Oft werden CT-Bilder vom Brustkorb aufgenommen – die Wirbelsäule ist zwar auf dem Bild zu sehen, wird aber nicht geprüft, weil vielleicht ein anderes Problem im Vordergrund steht. „Unser Programm kann bei solchen Untersuchungen im Hintergrund laufen. Es schaut sich automatisch die Wirbelsäule an und gibt einen Hinweis auf Frakturen der Wirbelkörper, die ansonsten vielleicht nicht entdeckt worden wären“, erklärt Erstautor Eren Yilmaz. Das ist wichtig, denn das Vorhandensein von Wirbelfrakturen erhöht das Risiko weiterer Brüche erheblich.
Die Software arbeitet mit neuronalen Netzen. Das sind Algorithmen, die der Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachempfunden sind und häufig eingesetzt werden, um Muster zu erkennen. An 159 CT-Bildern der Wirbelsäule, die aus sieben Krankenhäusern Deutschlands stammten, wurde die KI getestet. Erfahrenen Radiologen begutachteten zuvor die Bilder und entdeckten 170 Frakturen. „90 Prozent der Fälle mit Frakturen klassifizierte das neuronale Netz korrekt sowie 87 Prozent der Wirbel ohne Frakturen“, berichtet Yilmaz.
Darüber hinaus kann das Programm aber nicht nur Brüche erkennen, sondern auch zwischen milden Frakturen (Grad 1) und schwereren (Grad 2 oder höher) unterscheiden. „Diese Diagnostik ist für Abschätzung der zukünftigen Frakturrisikos entscheidend“, so Yilmaz. Dies gelte insbesondere auch für Hüftfrakturen, die gerade im Alter mit hoher Einschränkung von Lebensqualität und erhöhter Sterblichkeit einhergehen. „Wir entwickeln somit ein Frühwarnsystem zur Prävention schwerwiegender Konsequenzen von Osteoporose.“ Für den generellen Einsatz in der Klinik ist die Technik noch nicht verfügbar, soll aber in absehbarer Zeit für Forschungszwecke eingesetzt werden können.
Dieser Text beruht auf einer Pressemitteilung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. Hier gehts zur Originalpublikation.
Bildquelle: National Cancer Institute, unsplash.
