Preis für „Computing in Cardiology“
Physiker der HU Berlin für Arbeit zu fötalen Herzschlägen ausgezeichnet.
Niels Wessel und Maik Riedl aus dem Bereich Kardiovaskuläre Physik der Humboldt-Universität zu Berlin wurden gemeinsam mit Ingenieuren der Technischen Universität Dresden mit dem Preis „Computing in Cardiology Challenge 2013“ geehrt. Dabei handelt es sich um eine internationale Auszeichnung auf dem Gebiet der Analyse medizinischer Daten, einem interdisziplinären Forschungsgebiet aus Medizin, Physik, Informatik und Ingenieurswissenschaft.
Das diesjährige Thema lautete „Noninvasive Fetal ECG“ (Nichtinvasive Messung des fötalen Elektrokardiogramms). Ziel war es, die fötalen Herzschläge aus elektrophysiologischen Aufnahmen am Bauch von schwangeren Frauen zu extrahieren. Die Schwierigkeit dabei ist, dass das fötale Signal von der mütterlichen elektrischen Herzaktivität und anderen störenden Einflüssen überlagert ist und selbst eine visuelle Detektion schwer möglich. „Eine nicht-invasive automatische Extraktion der fötalen elektrischen Herzaktivität wäre für die pränatale Diagnostik und das pränatale ‚Homemonitoring’ von größtem Nutzen, da so lebensbedrohliche Zustände des Fötus, wie beispielsweise eine Unterversorgung mit Sauerstoff, detektiert werden könnten“, erklärt Niels Wessel. „Leider war bis zu Beginn dieses Wettbewerbes kein akzeptabler Algorithmus zur automatischen Bestimmung der fötalen Herzschläge aus solchen nichtinvasiven Messungen bekannt“, so Maik Riedl.
Somit war es Ziel des Wettbewerbs, einen Algorithmus mit einer möglichst geringen Fehlerquote zu entwickeln. Dazu wurden nach der Entwicklungsphase den Teilnehmern 100 nichtinvasive Messungen aus verschieden klinischen Studienzentren zur Verfügung gestellt, die mittels der entwickelten Algorithmen bearbeitet wurden. Die detektierten fötalen Herzschläge wurden anschließend an die Wettbewerbsleitung zurückgesendet, die diese mit den Detektionen aus parallel aufgenommenen invasiven Messungen verglichen.
Die Berliner und Dresdner Forscher wurden von den Preisrichtern als beste Gruppe von 50 Forscherteams aus der ganzen Welt dafür ausgezeichnet, dass ihre extrahierten fötalen Herzschläge die geringste Zahl an Fehldetektionen aufwiesen. Die äußerst geringe Fehlerquote erzielten die Wissenschaftler durch eine Kombination von zwei Methoden. Die Forscher haben zum einen die Detektion von Mustern, die einem fötalen Herzschlag ähneln, mit Hilfe von neuen selbstoptimierenden Algorithmen verbessert. Zum anderen führten innovative Verfahren die Detektorergebnisse aus den vier Aufzeichnungskanälen einer jeden nichtinvasiven Messung nicht nur zusammen, sondern entschieden auch, ob die Detektionen als fötale Herzschläge gewertet wurden.
Der Wettbewerb „Computing in Cardiology“ wird seit dem Jahr 2000 jährlich von PHYSIONET, einer Forschergruppe des Boston's Beth Israel Deaconess Medical Center, der Harvard Medical School, der Boston Universität, der McGill Universität und des Massachusetts Institute of Technology ausgetragen. Ziel dieses internationalen Wettbewerbs ist es, mittels innovativer Analysemethoden aktuelle Probleme in der klinischen Diagnostik zu lösen.
HU Berlin / PH
