LuFt - Digitale Lungenfunktionsanalyse (Arbeitstitel mDLS-L)

Die TREAVES GmbH entwickelt derzeit in Kooperation mit verschiedenen medizinischen und akademischen Partnern eine echtzeitfähige, mit Hilfe intelligenter Algorithmen augmentierte Software zur digitalen Lungenfunktionsanalyse. Das Vorhaben der TREAVES GmbH wird unterstützt durch die Radiologie Friedrichpassage in Wiesbaden, die Anästhesiologie der Tagesklinik Hofheim, die Pneumologie im Sanupark Hochheim und die Privatradiologie Neu-Isenburg. Beratend ist zudem die Intensivmedizin des Johanniter-Hospitals in Wiesbaden eingebunden. Mit dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung besteht eine Kooperation zur Entwicklung eines speziellen Moduls für die Software.

Die Software zur Lungenfunktionsanalyse, der TREAVES Lung-Function-Analyzer (kurz: LuFt), verarbeitet Thorax-CT-Daten als Eingangsgröße, Daten aus validierten, numerischen Funktionssimulationen sowie statistische Daten aus klinischen Studien. "LuFt" nutzt moderne Bildverarbeitungsalgorithmen zur optimierten Darstellung von 2D Thorax-CT-Daten, verarbeitet diese Daten zu individualmedizinischen 3D-Lungenmodellen weiter und liefert Schätzwerte spirometrischer Daten einer gesunden Patientenlunge sowie ausgewählte spirometrische Indizes als IST-Werte der realen Patientenlungen. "LuFt" ist dabei echtzeitfähig, d.h. dass die Verarbeitung der Daten auf einem handelsüblichen Computer nur einige Sekunden in Anspruch nimmt. Die Kernmodule der Softwarelösung im Überblick sind: • Modul-I Bilddatenverarbeitung: Automatisierte, effiziente, präzise Separation von Atemwegen und Lungengewebe auf Basis der Thorax-CT Eingangsdaten (Trennung relevanter von irrelevanten Informationen) und Weiterverarbeitung dieser • Modul-II ROI (Region-of-Interest) CT-Auffälligkeits-Indikator: Nutzung intelligenter Algorithmen zur automatisierten Indikation relevanter CT-Slices, die diagnoserelevante Auffälligkeiten (bspw. Grauwertmuster) enthalten • Modul-III Spirometrie-Schätzer: Automatisierte Vorhersage von SOLL-Werten, simulationsbasiert korrigierten SOLL-Werten einer spirometrischen Untersuchung einer gesunden Lunge und spezifischen IST-Werten bestimmter spirometrischer Indizes

Die Softwarelösung "LuFt" soll insbesondere in der radiologisch-pneumologischen Diagnostik sowie in der Therapie-Steuerung und dem dafür notwendigen Monitoring entscheidungsunterstützend zum Einsatz kommen. Primäres Ziel ist es, die Informationsausbeute sowie den Detaillierungsgrad von in-vivo Untersuchungsdaten deutlich zu erhöhen. Durch den Einsatz intelligenter Algorithmen kann die Arbeitsbelastung für Mediziner gesenkt werden, der Screening- bzw. Diagnoseprozess wird effizienter. Mit Hilfe digitaler Simulationsmethoden wird zudem der Untersuchungsaufwand für Patienten minimiert, da hierdurch bspw. Umfänge von belastenden Zusatzuntersuchungen minimiert oder invasive Untersuchungen vermieden werden können. Spezifische Weiterentwicklungen des Kernmoduls von "LuFt" sind ebenfalls möglich. So kann "LuFt" zukünftig auch in der Intensivmedizin (z.B. im Rahmen der Entwöhnung von der künstlichen Beatmung, dem sog. Weaning) oder in der Notfallmedizin (z.B. zur schnellen Lungenfunktionsanalyse in Kopplung mit Sensordatenauswertungen) zum Einsatz kommen.