Ultraschall

Liegt die Zukunft des OB/GYN-Ultraschalls in Künstlicher Intelligenz und 3D-Druck?

Für die Geburtshilfe und Gynäkologie (OB/GYN) sind diese neuen Methoden besonders vielversprechend, um Standarduntersuchungen mit dem Ultraschall zu automatisieren, die Scanzeiten zu verkürzen und Scans so zu gestalten, dass sie sicherer und leichter zu wiederholen sind. Bei der Entwicklung der neuen Technologie wurde viel Wert darauf gelegt, die Untersuchungsdauer zu verkürzen und sicherzustellen, dass angesichts des steigenden Patientendurchsatzes und der steigenden Volumina von Ultraschalluntersuchungen stets korrekte Untersuchungsergebnisse vorliegen.

Im vergangenen Jahr hat die Firma Philips ein Untersuchungsinstrument namens fetale Biometrie auf den Markt gebracht, das von einer KI gesteuert wird. Es erkennt automatisch, ob ein fetaler Kopf oder ein fetaler Knochen sonographiert wird und nimmt die entsprechenden Messungen vor. Laut der Firma Philips spart dieses Vorgehen viel Zeit, da die meisten Schwangerschaften normal verlaufen und der Arzt durch die fetale Biometrie in der Lage ist, die normale Entwicklung des Fötus in kürzerer Zeit zu bestätigen.

Die Firma Canon Medical Systems USA Inc. bietet ein ähnliches Tool für ihr Ultraschallsystem Aplio i800 an. Andere große Ultraschallanbieter, darunter GE Healthcare, sind an der Technologie interessiert, haben aber noch kein eigenes Angebot.

Laut der Interpretation von GE kommen klinische Herausforderungen recht selten vor, nur bei etwa einer von 1.000 Patientinnen. Es kann für Ultraschalltechniker und Ärzte sehr anspruchsvoll sein, diese Herausforderungen ohne Unterstützung von KI mit 100-prozentiger Sicherheit zu meistern. Zwar hat die KI-Technologie noch nicht ihr gesamtes Potenzial ausgeschöpft, sie ist jedoch äußerst vielversprechend, auch wenn noch etliches getan werden muss, um sie in der Praxis dauerhaft einsetzen zu können.

Der persönliche Kontakt zu Patientinnen soll insbesondere in der Geburtshilfe und Gynäkologie nicht verloren gehen. Deshalb wird es von Bedeutung sein, wie sich KI und Personalpolitik in der der Medizin miteinander verbinden lassen.

3D/4D und 5D

Vor zehn Jahren wurde es als normal angesehen, mit einfachen 2D-Bildern zu arbeiten, die scheibenartige Ausschnitte des Körpers darstellten. Heute ist 3D- und 4D-Ultraschall die Norm. Mit dieser Technologie können Ärzte über eine einzelne “Körperscheibe” hinaus das gesamte Informationsvolumen erfassen. Das ermöglicht es ihnen, schneller Diagnosen zu erstellen.

Langjährige GE Kunden, die das neueste Modell des GEs Voluson E10 Ultraschalls verwenden, sind von den ergodynamischen Fähigkeiten des Systems einschließlich der Voreinstellungen, die es ermöglichen, zwischen 3D und 4D zu wechseln, begeistert. Die erste Verwendung der 3D/4D-Technologie ist wie der erste Gebrauch eines neuen Smartphones. Die Technologie ist großartig. Es kann jedoch frustrierend sein, nicht zu wissen, wie sie benutzt wird.

Strahlungsfluss fetales Herz und Aorta, C2-9 (Voluson E10)
Strahlungsfluss fetales Herz und Aorta, C2-9 (Voluson E10)

Auch Patientinnen können die Vorteile des neuen Systems erleben, wenn sie bei der Untersuchung verfolgen können, wie der Arzt schnell und einfach zwischen den verschiedenen 3D- und 4D-Ansichten wechselt.

Von der durchschnittlichen Behandlungsdauer von 45 Minuten bis einer Stunde pro Patientin, können mit den erweiterten Ansichten etwa 10 bis 15 Minuten eingespart werden.

Etliche Anwender in den USA sind von der neuen Radiant Flow-Technik von GE begeistert, die Anfang des Jahres in den USA eingeführt wurde. Diese Technik kann dem Arzt dabei helfen festzustellen, ob das fetale Gehirn genügend Blutzufuhr erhält, und sie verbessert das Erkennen von Anomalien im fetalen Herzen. Einige Anwender gehen so weit, sie als einen Wendepunkt in der pränatalen Diagnostik zu bezeichnen.

Samsung Healthcare bietet eine Technologie namens 5D Heart an, die die neun Standard-Herzansichten des Fötus erzeugt, um einen vollständigen dynamischen Herzzyklus zu erfassen. Das hilft dabei, eine gründlichere Untersuchung durchzuführen. Laut Samsung hatten angeborene Herzerkrankungen trotz der Verbesserungen in der 2D-, 3D- und 4D-Bildqualität eine sehr niedrige pränatale Erkennungsrate. Samsung ergänzt, dass das 5D Heart Tool 98 % Sensitivität, 93 % Spezifität und 95 % Genauigkeit bei der Erkennung von angeborenen Herzfehlern besitzt.

Hohe BMI-Werte in der Bevölkerung

Mehr als ein Drittel der Erwachsenen in den USA sind laut den Centers for Disease Control and Prevention fettleibig. In der Geburtshilfe gilt diese Patientinnengruppe als "technisch schwierig".

Patientinnen, die während der Schwangerschaft fettleibig sind, haben ein höheres Risiko für fetale Anomalien, die übersehen werden können, weil für die Diagnose ein Penetrationsgrad erforderlich ist, den ein herkömmliches Ultraschallsystem nicht bieten kann. Einige der großen Anbieter bieten fortschrittlichere Technologien für diese Patientinnen an. Die S-Vue-Wandler von Samsung verfügen über eine eingebaute Einkristalltechnologie, die eine höhere Auflösung in der Tiefe ermöglicht. Eine gute Bildqualität ist jedoch insbesondere durch die Kombination vieler dieser Technologien zu erreichen. Samsung behauptet, mit dem Wandler, dem Strahlformer, der Motorarchitektur des Ultraschallsystems sowie den Technologien der Signalrauschunterdrückung und Artefaktunterdrückung einen höheren Penetrationsgrad bei Patientinnen mit einem hohen BMI zu erreichen.

Die PureWave-Wandler-Technologie von Philips ist eine weitere Lösung, die die Penetration bei höheren Frequenzen verbessert. Eine in Europa durchgeführte klinische Studie an drei Standorten evaluierte den Einsatz des PureWave-Wandlers C9-2 des Unternehmens und ergab, dass Ärzte über 88 % ihrer technisch schwierigen Patientinnenuntersuchungen durchführen konnten.

Das Engagement der Patientinnen ist wichtig

Mit der Umstellung der Branche auf eine wertorientierte Versorgung ist das Engagement der Patienten wichtiger denn je. Was könnte eine Mutter glücklicher machen, als 3D-Bilder von ihrem gesunden Baby auf ihrem Smartphone zu erhalten?

Schwangere Frauen, deren Partner und Familien sind laut GE-Forschung mehr denn je in die Untersuchung selbst involviert. Das Bedürfnis der Ärzte, mehr Informationen mit den Patientinnen zu teilen und ihnen während der Ultraschalluntersuchung mehr Einblicke zu gewähren, ist entsprechend gewachsen.

14 Wochen mit HDLive Silhouette (Voluson E10)
Wochen mit HDLive Silhouette (Voluson E10)

23 Wochen Wirbelsäule mit HDlive (Voluson E10)
23 Wochen Wirbelsäule mit HDlive (Voluson E10)

Dies ist ein Bereich, auf den sich GE und Philips stark konzentrieren. GE hat zusammen mit dem Startup-Unternehmen Trice Imaging eine Anwendung namens Tricefy entwickelt, die Bilder sicher über die Cloud an das Smartphone der Patientin sendet.

Der Arzt gibt die Handynummer der Patientin ein und kann direkt aus dem Ultraschallsystem die Bilder auswählen, die er weitergeben möchte. Die Patientin erhält eine Textnachricht mit Links zu diesen Bildern.

Philips erwarb ein Unternehmen namens Parenting Plus. Dessen Hauptprodukt ist eine Plattform, die den sicheren Versand von Ultraschallbildern ermöglicht. Vor fünf bis zehn Jahren erhielten die werdenden Mütter einen kleinen Ausdruck des Ultraschallbildes. Heutzutage erwarten sie ein elektronisches Bild, das sie auf Social Media posten und an die Großeltern schicken können.

3D-Modelle von Föten

Der Einsatz von 3D-Druckern ist in der Kardiologie recht gut etabliert. Auch in der Geburtshilfe besteht Interesse, jedoch ist die Technik hier noch nicht weit verbreitet. GE sieht einen Nutzen darin, das Modell für die Patientinnen auszudrucken. Allerdings könnten 3D-Drucke auch bei Anomalien für die klinische Ausbildung oder die Praxis verwendet werden.

Die Ultraschallsysteme von GE können fünf verschiedene Industrieformate direkt verarbeiten, die 3D-Druckereien und 3D-Drucker benötigen. Laut GE war dies eine große Leistung, da sich diese Formate stark von den Standard-Ultraschalldateiformaten unterscheiden.

Canon Aplio i800 UL
Canon Aplio i800 UL

Das Unternehmen arbeitete mit einem Arzt in Brasilien zusammen, der einige 3D-Druckexperimente mit blinden Schwangeren durchführte. Die Modelle der Föten erlaubten ihnen im Wesentlichen, ihre Babys zu "sehen".

Canons Aplio i800 Ultraschall verfügt ebenfalls über diese Fähigkeit. Bisher erkennt das Unternehmen den Wert jedoch nur auf der Verbraucherseite. Canon geht davon aus, dass der Unterhaltungs- und Sozialaspekt die Grundlage für diese 3D-gedruckten Modelle darstellt. Ein klinischer Wert wird bisher nicht gesehen. Es wird jedoch daran gearbeitet, die Modelle für ein besseres Verständnis von Anomalien einzusetzen.

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