Augenkrankheiten früher erkennen

Erkrankungen, die das Augenlicht bedrohen, sind meist nur schwer zu entdecken. Das weiß auch Jens Haueisen vom Institut für Biomedizinische Technik und Informatik an der Technischen Universität Ilmenau. Seit gut einem Jahr arbeitet er deshalb mit Wissenschaftlern aus Ilmenau und Jena an zuverlässigen Diagnoseverfahren zur Erkennung von Augenkrankheiten.
Kern des Projekts ist die Zusammenführung verschiedener bekannter Diagnoseverfahren.

«Dabei geht es nicht so sehr um die bessere Erkennung einer spezifischen Krankheit», sagt Haueisen. Problematisch sei, dass die bisherigen Verfahren jeweils nur einzelne anatomische oder funktionelle Aspekte betrachten. «Eine Vernetzung der Diagnostik könnte dazu führen, Risiken viel früher zu erkennen und die Behandlung zu verbessern», beschreibt der Wissenschaftler das Ziel des auf fünf Jahre angelegten Projekts, an dem auch Medizintechnikunternehmen aus Jena mitarbeiten.

Eines dieser Diagnoseverfahren ist die Untersuchung des Augenhintergrunds mit einer Kamera. Damit bekommt der Augenarzt zunächst nur ein Abbild der von außen sichtbaren Fläche. Was sich in den tieferen Schichten des Auges, in den Nervenzellen, verbirgt, muss bisher separat untersucht werden. Ein Teilziel der Forschungen ist es nun, beide Untersuchungen gleichzeitig mit einer Kamera vorzunehmen und gewissermaßen ein dreidimensionales Bild vom Zustand des gesamten Auges zu bekommen.

Von Bedeutung ist dieses Diagnoseverfahren bei Diabetikern. Diese Erkrankung verursacht schleichende Schäden an der Netzhaut und kann zum Erblinden führen. Ärzte vom Universitätsklinikum Jena haben deshalb in einer Studie an 300 Diabetespatienten ein Verfahren zur Untersuchung der Gefäße in den Augen entwickelt. Dazu wurden die Blutgefäße einem flackernden Licht ausgesetzt. Aus der Geschwindigkeit, mit der die Blutgefäße reagieren, können die Ärzte ableiten, in welchem Zustand sie sich befinden.

«Bereits bei Diabeteserkrankten ohne nachweisbare Augenprobleme ist eine gestörte Gefäßreaktion zu beobachten», sagt der Augenarzt Jens Dawsczynski vom Universitätsklinikum Jena. Bestätigt sich diese Erkenntnis, könnten Aussagen über das Risiko von Augenschäden bei Diabetikern fünf bis zehn Jahre früher als bisher getroffen werden. Von Interesse sei auch, inwieweit aus den Gefäßveränderungen im Auge Rückschlüsse auf andere innere Organe wie Herz oder Nieren gezogen werden können.

Eine Herausforderung an die Technik bestehe darin, die stimulierenden Reize gezielt auf bestimmte Teile des Auges richten zu können, sagt Haueisen. Deshalb tüftelt er mit seinen Ilmenauer Kollegen an der Entwicklung eines Kamerasystems, das solche gezielten Impulse aussendet und gleichzeitig die Gefäßreaktion aufzeichnet. Derzeit steht in den Labors in Ilmenau eine Versuchsanordnung für ein künstliches Auge, mit der die ortsabhängige Stimulation untersucht wird. «Ziel ist eine Versuchsanordnung, die prinzipiell für die Untersuchung am menschlichen Auge geeignet ist», sagt Haueisen.

Diese funktionelle Untersuchungsmethode möchte Haueisen in einem zweiten Schritt mit der Analyse des Stoffwechsels im Auge kombinieren. Mit einem Laser können Stoffwechselprodukte im Auge zum fluoreszieren gebracht werden. Wie schnell diese Reaktion abklingt, lässt Rückschlüsse zu, in welchem Zustand sich das Auge befindet.

Ein drittes Diagnoseverfahren, das die Wissenschaftler in ihre Forschungen einbeziehen, ist die Bildverarbeitung auf neuronaler Ebene. «Das ist beim Glaukom wichtig, das meist viel zu spät erkannt wird», sagt Haueisen. Untersucht werden derzeit Zellen mit separaten Farbstimulationen. Bekannt sei, dass nur etwa zehn Prozent der für die Bildgebung verantwortlichen Zellen blauempfindlich sind. Aber sie seien als erste vom Glaukom, bekannt als Grüner Star, betroffen, also für die Diagnose des Glaukoms geeignet.

Die Schwierigkeit bestehe in Überlappungen mit den für Grün und Rot zuständigen Zellen. Diese Störungen müssen durch geeignete Rechenverfahren eliminiert werden. Auch gebe es Ungenauigkeiten und Verzerrungen, die in den technischen Systemen selbst begründet sind. «Wir haben also noch viel theoretische Arbeit zu leisten», sagt Haueisen.

ad-hoc-news.de: Ilmenau/Jena (ddp-lth)

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