Funding Funded Projects Developing personalized biomarkers of subclinical arterial pathology with deep learning in carotid ultrasound images

Developing personalized biomarkers of subclinical arterial pathology with deep learning in carotid ultrasound images

Herz-Kreislauf-Erkrankungen, insbesondere Herzinfarkt und Schlaganfall, sind weltweit die häufigste Todesursache.

Für den ihnen zu Grunde liegenden patholo­gischen Prozess, die Atherosklerose („Arterienverkalkung“), kennt man verschiedene allgemeine Risikofaktoren (Rauchen, Diabetes, Bewegungsmangel etc.), aber eine Abschätzung des individuellen Risikos ist schwierig. In der subklinischen Phase, d. h. vor Eintritt von Krankheitssymptomen, kann man atherosklerotische Verände­rungen in den Halsschlagadern durch eine Ultraschall­untersuchung – ein einfaches und kostengünstiges Ver­fahren – nachweisen, die bisherige Methodik führt aber im Vergleich zur Betrachtung der allgemeinen Risikofak­toren nicht zu einer besseren individuellen Risikovorher­sage. Allerdings lassen sich mit einer Ultraschallunter­suchung verschiedene Parameter erkennen, für die bis­her kein gesicherter Zusammenhang mit dem Erkran­kungsrisiko ermittelt wurde, so dass sie in die individu­elle Risikobewertung nicht einfließen.

Mit dem Forschungsvorhaben verfolgt Dr. Georgakis das Ziel, auf der Grundlage von Ultra­schallbildern der Halsarterien eine genauere individuelle Abschätzung des Risikos für Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu ermöglichen, so dass gezieltere Vorbeugungsmaß­nahmen ergriffen werden können. Dr. Georgakis steht eine Datenbank mit Ultraschallauf­nahmen und Gesundheitsdaten von fast 50.000 Patientinnen und Patien­ten zur Verfü­gung. Ausgehend von diesem Material möchte Dr. Georgakis mit computergestützten Methoden der künstlichen Intelligenz sowie mit gentech­nischen, humangenetischen und histologischen Verfah­ren folgen­de Fragen beantworten:

  • Gibt es in den Ultraschallaufnahmen wiederkeh­rende Muster, die bisher übersehen wurden? Besteht ein Zusammenhang mit bestimmten Eigenschaften der betreffenden Patientinnen und Patienten?
  • Welcher Zusammenhang besteht zwischen den so gefundenen Mustern und dem weiteren Schicksal der Patientinnen und Patienten insbesondere im Hinblick auf das Auftreten von Herzinfarkt und Schlaganfall?
  • Besteht ein Zusammenhang zwischen den beobachteten Mustern und bestimmten Kombi­nationen von Genvarianten?
  • Besteht ein Zusammenhang zwischen bestimm­ten Genkombinationen und dem Erscheinungsbild der atherosklerotischen Veränderungen im Gewebe der Blutgefäße?

Insgesamt möchte Dr. Georgakis mit den Arbeiten eine gezieltere, individualisierte Vorbeugung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen ermöglichen und die Voraussetzungen für die weitere Erforschung individu­eller Risikofaktoren schaffen.

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