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Eine einseitige Veränderung in der Lunge ist ein Hinweis für Bakterien.  HHN
Eine einseitige Veränderung in der Lunge ist ein Hinweis für Bakterien. HHN

• Studienarbeit von Künzelsauer Studentin Lena Kopp legt Grundlage für
diagnostische
Unterstützung bei Corona.

• Sie möchte damit Erkrankten aus Entwicklungsländern helfen.

Heilbronn / Künzelsau, Juli 2020. Das neuartige Corona-Virus SARS-CoV-2
fordert schnelle Lösungen, um Erkrankten effizient helfen zu können. Eine
Früherkennung kann insbesondere bei einem potentiell schweren Verlauf
Leben retten. Genau hier setzt die Studentin Lena Kopp an. Sie studiert
Elektrotechnik am Campus Künzelsau der Hochschule Heilbronn, Reinhold-
Würth-Hochschule und entwickelte eine Röntgen-Software, zur Früherkennung
einer Corona-Infektion.

Mit ihrer Möglichkeit, Röntgenbilder zur Covid-19-Diagnose einzusetzen,
geht sie sogar einen Schritt weiter: „Mir ist es besonders wichtig mit
meiner Arbeit etwas zu tun, was Menschen in ärmeren Ländern in dieser
schwierigen Zeit von Nutzen sein kann.“
Denn: Üblicherweise wird bei Verdacht auf eine Infektion mit dem Virus der
bekannte Nasen- und Rachenabstrich durchgeführt. Bei Verdacht auf einen
schweren Verlauf wird eine Computertomographie (CT) angeordnet. In
Entwicklungsländern stehen weder Test-Kits, noch Möglichkeiten einer CT
ausreichend zur Verfügung.

So hat Lena Kopp in ihrer Studienarbeit eine Röntgen-Software entwickelt,
die zwischen einer bakteriellen- und einer viralen Lungen-Erkrankung
unterscheiden kann – völlig automatisch. Ihr Beweggrund: „Da oft kein CT-
Equipment zur Verfügung steht, konventionelles Röntgen jedoch inzwischen
weit verbreitet ist, ist es aus meiner Sicht besonders sinnvoll die
vorhandenen Möglichkeiten optimal zu nutzen und zur Unterstützung der
Ärzte Röntgenbilder automatisiert auswerten zu können“, sagt die Studentin
weiter.

Ansatzpunkt zur Unterscheidung der Infektionsursache

Prof. Dr. Alexander Jesser, betreute gemeinsam mit seinem Mitarbeiter
Roman Radtke die Studentin bei ihrer vielversprechenden Forschungsarbeit.
Prof. Dr. Jesser erläutert: „Bei einer Erkrankung der Lunge ist das
betroffene Gewebe meist weniger transparent für die Röntgenstrahlung und
kann durch seine Form und Abgrenzung Aufschluss geben, um welche Art der
Krankheit es sich handelt. Eine Covid-19-Erkrankung zeigt meist
milchglasartige Veränderungen in beiden Lungenflügeln. Ist eine Erkrankung
der Lunge durch eine Infektion mit Bakterien erfolgt, ist mehrheitlich nur
ein Flügel der Lunge verändert. Eine gleichmäßige Ausbreitung über alle
Bereiche der Lunge ist dabei also ein Hinweis auf eine Covid-19
Infektion.“

Die Auswertung der Röntgenbilder

Zur automatisierten Auswertung werden die Aufnahmen in einen Standard-PC
eingelesen und mit einer speziellen mathematischen Operation der Kontrast
erhöht - ein Vorteil bei qualitativ schlechten Aufnahmen, die mit älteren
Röntgenanlagen entstehen. Die Software erstellt neben einem
Falschfarbenbild, das die Auswertung vereinfachen kann, ein Binärbild, auf
welchem sich bereits die Umrisse der Lunge, sowie Spuren von geschädigtem
Gewebe erkennen lassen. Durch einen weiteren Algorithmus werden die im
Binärbild vorhandenen Kanten und Grenzen der einzelnen Bereiche ermittelt.
Die Software kann durch weitere Berechnungen Flächen- und
Symmetriebetrachtungen vollziehen und anhand dieser mit großer
Wahrscheinlichkeit zwischen bakterieller- oder viraler Lungenentzündungen
unterscheiden.
Auch Radiologe am Universitätsspital Basel, Dr. Konrad Appelt, der
beratend zur Forschungsarbeit beigetragen hat, sieht die automatisierte
medizinische Auswertung von Röntgenbildern positiv: „Klar ist, dass durch
diese Methode ein qualifizierter Arzt nicht ersetzen werden kann und ein
einfaches Röntgenbild nicht die diagnostische Qualität eines
Computertomographens aufweist, sie kann aber eine sehr sinnvolle,
zusätzliche Maßnahme zur Diagnose der Covid-19 Erkrankung sein.“

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