Diabetes: Mit KI lässt sich sehen, wie die Krankheit verläuft

Ein Blick, und man sieht, wie die Therapie wirkt: Forscher in Deutschland entwickelten ein Verfahren, mit dem sich Haut-Veränderungen durch Diabetes scannen lassen.

, 12. Dezember 2023 um 14:44
image
RSOM-Aufnahmen der Haut eines gesunden Probanden (l.) und eines Patienten mit Diabetes (r.)  |  Bild: Nikolettea Katsouli, TUM.
Veränderungen von kleinen Blutgefässen sind eine häufige Auswirkung von fortschreitendem Diabetes. Forscher der Technischen Universität München und von Helmholtz Munich haben jetzt ein Verfahren entwickelt, mit dem sich solche mikrovaskulären Veränderungen in der Haut messen lassen – und damit die Schwere der Erkrankung
In einem ersten Schritt werden optoakustische Bildgebungsmethoden eingesetzt: Lichtimpulse erzeugen Ultraschallwellen im Körpergewebe; diese Wellen werden von Sensoren erfasst und in Bilder umgewandelt.
Vasilis Ntziachristos, Professor für Biologische Bildgebung an der TUM, hat mit seinem Team eine Reihe von optoakustischen Bildgebungsmethoden entwickelt, darunter RSOM – kurz für «Raster-Scan Optoacoustic Mesoscopy».
Nun hat das Münchner Team RSOM für die Untersuchung der Auswirkungen von Diabetes auf die menschliche Haut weiterentwickelt. Aus RSOM-Aufnahmen der Blutgefässe im Bein von 75 Diabetikern und Diabetikerinnen (sowie einer Kontrollgruppe) identifizierten die Forscher mit einem KI-Algorithmus Merkmale einer Diabetes-Erkrankung.
Dabei erstellten sie eine Liste von 32 besonders aussagekräftigen Veränderungen im Erscheinungsbild der Äderchen der Haut – beispielsweise die Zahl der Verästelungen der Gefässe oder ihr Durchmesser.

32 Merkmale

Solche Veränderungen sind beispielsweise in Biopsien zu erkennen. Doch solche Biopsien bedeuten immer einen Eingriff in den Körper, und sie sind nicht für wiederholte Untersuchungen über einen längeren Zeitraum geeignet. RSOM-Messungen sind dagegen nicht invasiv, dauern weniger als eine Minute und sind nicht auf Strahlung oder Kontrastmittel angewiesen.
«Andere optische Bildgebungsverfahren liefern nicht die Tiefe oder das Detail, den RSOM ermöglicht», sagt Angelos Karlas, leitender Arzt der Studie. So können bei einer einzelnen RSOM-Messung gleichzeitig Daten zu verschiedenen Tiefen der Haut gewonnen werden.
«Diese Erkenntnisse eröffnen völlig neue Möglichkeiten für die kontinuierliche Überwachung des Zustands der Betroffenen.»
Dadurch konnten die Forscher erstmals feststellen, dass sich Diabetes unterschiedlich auf Gefässe in verschiedenen Hautschichten auswirkt: Während beispielsweise die Zahl der Gefässe und Verästelungen in der sogenannten dermalen Ebene bei Diabetikern verringert waren, waren sie dichter unter der Hautoberfläche, in der sogenannten epidermalen Ebene, erhöht.
Jedes der 32 erwähnten Merkmale wird vom Fortschreiten und der Schwere der Krankheit beeinflusst. Erst wenn man sie kombiniert und einen sogenannten Score ermittelt, lässt sich aber eine Verbindung zwischen dem Zustand der kleinen Blutgefäße in der Haut und dem Schweregrad von Diabetes ziehen. Dieser konnte in dieser Studie erstmals gezeigt werden.

Bessere Überwachung

«Mit RSOM können wir die Auswirkungen von Diabetes jetzt quantitativ beschreiben», sagt Vasilis Ntziachristos: «Da wir RSOM immer mobiler und kostengünstiger machen konnten, eröffnen diese Erkenntnisse völlig neue Möglichkeiten für die kontinuierliche Überwachung des Zustands der Betroffenen.»
Konkret heisst das zum Beispiel: Mit kurzen und schmerzfreien Untersuchungen liesse sich so in wenigen Minuten feststellen, ob Therapien Wirkung zeigen – sogar in häuslicher Umgebung.
  • Forschung
  • diabetes
  • künstliche intelligenz
Artikel teilen

Loading

Comment

2 x pro Woche
Abonnieren Sie unseren Newsletter.

oder

Mehr zum Thema

image

ETH und USZ: Gängiges Medikament zeigt Wirkung gegen Glioblastome

In Tests schaffte es ein Antidepressivum, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden und Zellen des bösartigen Hirntumors wirksam zu bekämpfen.

image

Clinic Utoquai: Neuer 3D-Hautscanner zur Krebsfrüherkennung

Der ehemalige USZ-Dermatologe Ralph Braun stösst zum Team.

image

Balzan Preis 2024 für Michael N. Hall

Die mit 750’000 Franken dotierte Auszeichnung würdigt die Erkenntnisse des Uni-Basel-Forschers zu den biologischen Mechanismen des Alterns.

image

Künstliche Intelligenz optimiert klinische Abläufe und ermöglicht neue Behandlungsmöglichkeiten

Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) revolutionieren die Medizintechnik und verbessern die Patientenversorgung. Trotz innovativer Lösungen bei Diagnostik und Therapie gibt es Herausforderungen bei der Integration, wie Datenqualität, transparente Algorithmen und ethische Fragen.

image

ETH: Erste Tele-Operation auf 9300 km Distanz

Ein Team in Zürich operiert via einer magnetischen Magensonde ein lebendes Schwein in Hong Kong.

image

Studie: Ein Viertel der Komapatienten versteht, wenn man mit ihnen spricht

Bewusstlos, aber nicht unbewusst: Menschen mit schweren Hirnverletzungen haben wohl häufiger noch kognitive Fähigkeiten als bisher gedacht.

Vom gleichen Autor

image

Villa im Park: Keine Entbindungen mehr

Die Privatklinik verzichtet auf den Leistungsauftrag Geburtshilfe – vor allen wegen Personalmangel, aber auch wegen sinkenden Geburtenzahlen.

image

Wie die BAB-Vorschriften die Versorgung erschweren

Ambulant statt stationär? Was politisch gewollt ist, wird amtlich verhindert – dazu ein neues Beispiel aus dem Aargau.

image

Neues Chirurgisches Zentrum am Zürichsee

Das Zentrum Seechirurgie richtet sich gezielt auf den Trend zum ambulanten Eingriff aus.