Krebsmedikament: Subtypen des Weichteilsarkoms

Medizin am Abend Berlin Fazit: 

Aktuelle Daten für das Krebsmedikament Halaven® (Eribulin) bei der Behandlung von Subtypen des Weichteilsarkoms zeigen im Vergleich zu Dacarbazin einen Nutzen hinsichtlich des Gesamtüberlebens

Daten aus einer Phase-III-Zulassungsstudie zur klinischen Prüfung von Eribulin werden im Rahmen eines Vortrags beim Jahreskongress der American Society of
Clinical Oncology (ASCO) vorgestellt

Eine Phase-III-Zulassungsstudie (Studie 309) zu Halaven(R) (Eribulin)[1] für Patienten mit Liposarkom und Leiomyosarkom (zwei der häufigsten Formen des Weichteilsarkoms) wird heute beim ASCO-Kongress 2015 vorgestellt. Bei der Studie wurde das primäre Ziel - der Nutzen im Hinblick auf das Gesamtüberleben (OS) unter Eribulin im Vergleich zu Dacarbazin - erreicht. Das mediane Gesamtüberleben für Eribulin lag bei 13,5 Monaten gegenüber 11,5 Monaten für Dacarbazin. Dies stellt einen signifikanten Nutzen dar (HR = 0,768; 95% Kl 0,618-0,954; p=0,017) und bedeutet, dass das Sterberisiko der mit Eribulin behandelten Patienten um 23 % reduziert werden konnte.[2]

Diese Daten werden am Montag, den 1. Juni 2015 um 15:48 CST, im Rahmen einer Vortragsreihe bei der 51. Jahreskonferenz der American Society of Clinical Oncology (Abstract Nr. LBA10502) vorgestellt.[2]

Studie 309 ist eine randomisierte, offene, multizentrische Phase-III-Studie, in der an 452 Patienten im Alter von mindestens 18 Jahren die Wirksamkeit und Sicherheit von Eribulin mit der von Dacarbazin verglichen wird. Die in die Studie aufgenommenen Patienten litten an Leiomyosarkomen oder Liposarkomen. Patienten mit lokal fortgeschrittenen oder rezidivierenden und metastasierenden Weichteilsarkomen mit Krankheitsprogression nach Standardtherapien mussten ausserdem mit einem Anthrazyklin und mindestens einem anderen zusätzlichen Therapieregime behandelt worden sein.[1]

Ein weiterer Studienendpunkt war das progressionsfreie Überleben (PFS) nach zwölf Wochen. Zwar gab es einen numerischen Unterschied zwischen den Behandlungsarmen zugunsten von Eribulin (33 % vs. 29 %), doch war dieser statistisch nicht signifikant. Das mediane PFS lag in beiden Behandlungsarmen bei 2,6 Monaten.

"Hierbei handelt es sich um die bisher einzige randomisierte, kontrollierte Studie, bei der eine systemische Monotherapie durchgeführt wird, um bei Patienten, die zuvor in diesem Stadium eines Weichteilsarkoms behandelt wurden, eine Verbesserung des Gesamtüberlebens nachzuweisen. Die Studienpopulation besteht aus einer Hochrisikogruppe von Patienten mit Komorbiditäten, einer Vorbehandlung mit mehreren Arzneimitteln und einer mässigen bis hohen Tumormalignität. Daher stehen diese Ergebnisse für einen wichtigen Durchbruch bei dieser Erkrankung", so Patrick Schöffski, Leiter des Department of General Medical Oncology, Universitätskliniken Leuven, Leuven, Belgien.

"Wir sind stolz darauf, dass diese wichtige Studie von Eisai initiiert wurde, insbesondere, da Weichteilsarkome selten und schwer zu behandeln sind. Eribulin ist ein Entwicklungsprodukt von Eisai, und wir freuen uns, dass die Untersuchungen zu diesem Arzneimittel nun in eine neue Richtung gehen und möglicherweise für Menschen, die an Weichteilsarkomen erkrankt sind, einen Nutzen ergeben", kommentiert Alton Kramer, Deputy President, Global Head Clinical Development, Oncology PCU.

Weichteilsarkome sind bösartige (maligne) Tumore, die sich aus Zellen des weichen Stützgewebes im Körper bilden, z. B. Fett, Muskeln, Nerven, Bindegewebe und Blutgefässen.[3] Das Leiomyosarkom ist einer der häufigeren Sarkomtypen bei Erwachsenen. Es entwickelt sich aus sogenannten "glatten Muskelzellen" und kann überall im Körper entstehen.[3]Liposarkome (adipozytische Sarkome) bilden sich aus Fettzellen und können ebenfalls überall im Körper auftreten. Leiomyosarkome und Liposarkome machen etwa 30 % aller Weichteilsarkome aus.[4]

Zwar sind Weichteilsarkome relativ selten, jedoch besteht ein medizinischer Bedarf, weil die Patienten häufig nicht auf die Behandlung ansprechen und daher eine schlechte Prognose haben.[9] In Europa wird jährlich bei etwa 29.000 Patienten ein Weichteilsarkom diagnostiziert.[5] In den Vereinigten Staaten werden dieses Jahr etwa 11.930 Fälle eines Weichteilsarkoms festgestellt werden.[6] Etwa 2000 Fälle eines Weichteilsarkoms werden pro Jahr in Japan diagnostiziert.[7],[8]

"Studie 309 ist die zweite Phase-III-Studie, bei der Eribulin als Monotherapie bei einem bestimmten Tumortyp zu einem Vorteil im Hinblick auf das Gesamtüberleben führte. Wir sind stolz auf unsere fortdauernden Forschungsarbeiten, die den Nutzen verfügbarer Therapien erweitern und Therapielücken schliessen, insbesondere bei Patienten mit seltenen Krebserkrankungen innerhalb des gesamten Spektrums der Onkologie", sagt Kenichi Nomoto, President, Oncology Product Creation Unit bei Eisai Inc.
Eribulin zeigte ein Toxizitätsprofil, das mit bereits früher erhaltenen Ergebnissen übereinstimmte, ohne unerwartete oder neue Befunde zur Sicherheit. In dieser Studie waren die häufigsten im Eribulin-Arm beobachteten unerwünschten Ereignisse Neutropenie, Müdigkeit, Übelkeit, Alopezie und Verstopfung.[1]

Eisai plant, in der ersten Hälfte des Geschäftsjahrs 2015 Zulassungsanträge bei den Behörden zahlreicher Länder, einschliesslich der USA, Europa und Japan, einzureichen, um die Indikationen für Eribulin um das Weichteilsarkom zu erweitern.

Eisai widmet sich der Erforschung, Entwicklung und Bereitstellung innovativer onkologischer Therapien, die einen Unterschied im Leben der Patienten und ihrer Familien bewirken können. Dieses Engagement für die Menschen ist Teil von Eisais Unternehmensphilosophie human health care (hhc), die zum Ziel hat, ein besseres Verständnis der Bedürfnisse von Patienten und ihren Familien zu entwickeln und so den Nutzen der Gesundheitsversorgung zu steigern.


Weichteilsarkome 

"Weichteilsarkom" ist ein Sammelbegriff für verschiedene Gruppen maligner Tumoren. 

Das Leiomyosarkom ist einer der häufigeren Sarkomtypen bei Erwachsenen. Es hat seinen Ursprung in einer bestimmten Art von Muskelgewebe, der sogenannten glatten Muskulatur. Die glatte Muskulatur arbeitet autonom, das heisst, sie kann nicht bewusst gesteuert werden. Sie findet sich in den Wänden von muskulären Organen wie dem Herzen und dem Magen sowie in den Wänden von Blutgefässen im gesamten Körper. Das bedeutet, dass sich Leiomyosarkome überall im Körper bilden können. Häufige Entstehungsorte sind die Wände der Gebärmutter (Uterus), der Rumpf sowie Arme und Beine.[3]

Liposarkome (adipozytische Sarkome) entstehen aus Fettzellen und können ebenfalls überall im Körper auftreten. Die Inzidenz ist bei Männern doppelt so hoch wie bei Frauen.[6] Leiomyosarkome und Liposarkome machen etwa 30 % aller Fälle von Weichteilsarkomen aus.[4]

Die jährliche Inzidenz von Weichteilsarkomen beträgt weltweit etwa 50 Fälle pro eine Million Personen. Im Gegensatz zu anderen Krebsformen, wie dem nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom (NSCLC), werden Weichteilesarkome meist als lokal auftretende Tumoren diagnostiziert, die sich häufig durch eine Operation vollständig entfernen lassen. Es können jedoch Rezidivraten von bis zu 50 Prozent erreicht werden.[9] Für Patienten mit fortgeschrittenem Krankheitsverlauf sind die Aussichten ungünstig: Das mediane Überleben beträgt etwa ein Jahr oder weniger. Aufgrund der Seltenheit dieser Tumoren liegen nur wenige aussagekräftige Daten vor.[10]

Halaven(R) (Eribulin)

Eribulin ist der erste Vertreter aus der Klasse der Halichondrine, bei denen es sich um Inhibitoren der Mikrotubuli-Dynamik mit neuartigem Wirkmechanismus handelt. Eribulin ist eine vereinfachte und synthetisch hergestellte Version von Halichondrin B, einer natürlichen Verbindung, die aus dem Meeresschwamm Halichondria okadai isoliert wird. Es wird angenommen, dass Eribulin die Mikrotubuli-Dynamik in der Wachstumsphase hemmt und so die Zellteilung verhindert.

Eribulin ist indiziert für die Behandlung von Patienten mit lokal fortgeschrittenem oder metastasierdem Brustkrebs, bei denen nach mindestens einer Chemotherapie zur Behandlung der fortgeschrittenen Brustkrebserkrankung eine weitere Progression eingetreten ist. Die Vortherapien sollen ein Anthrazyklin und ein Taxan entweder als adjuvante Therapie oder im Rahmen einer Metastasenbehandlung enthalten haben, es sei denn, diese Behandlungen waren für den Patienten ungeeignet.[11]

Die weltweite klinische Phase-III-Studie 309[1]
Studie 309 ist eine multizentrische, randomisierte, offene Phase-III-Studie zum Vergleich der Wirksamkeit und Sicherheit von Eribulin und Dacarbazin bei Erwachsenen mit einer von zwei Unterformen des Weichteilsarkoms (adipozytisches Sarkom oder Leiomyosarkom), die zuvor mit einem Anthrazyklin und nach Versagen der Anthrazyklin-Therapie mit mindestens zwei weiteren Regimen behandelt worden waren.

Der primäre Endpunkt der Studie bestand im Vergleich des Gesamtüberlebens zwischen den beiden Behandlungsarmen. Weitere Endpunkte umfassten das progressionsfreie Überleben und die Lebensqualität.[1]

Die aufgenommenen Patienten waren greater than or equal to 18 Jahre alt und litten an einem fortgeschrittenen hoch- oder mittelgradigen Leiomyosarkom oder entdifferenzierten, myxoiden rundzelligen oder pleomorphen Varianten des adipozytischen Sarkoms, die durch Operationen und/oder Radiotherapie nicht heilbar waren. Der ECOG-Status der Teilnehmer betrug less than or equal to 2 und sie waren bereits mit greater than or equal to 2 systemischen Standard-Therapieregimen behandelt worden, unter anderem mit einem Anthrazyklin. Die Patienten wurden im Verhältnis 1:1 der Behandlung mit Eribulin (1,4 mg/m2 i.v. an Tag 1 und Tag 8) oder mit Dacarbazin (850-1200 mg/m2 i.v. an Tag 1) alle 21 Tage bis zur Krankheitsprogression randomisiert.

Insgesamt wurden 452 Patienten (67 % weiblich; 79 % < 65 Jahre) randomisiert (228 Eribulin; 224 Dacarbazin). Das mediane Gesamtüberleben betrug für Eribulin und Dacarbazin 13,5 bzw. 11,5 Monate (HR = 0,768, 95%-KI: 0,618-0,954; P = 0,017). Das progressionsfreie Überleben (PFS) betrug in beiden Behandlungsarmen 2,6 Monate (HR = 0,877, 95%-KI: 0,710-1,085; P = 0,229). Die PFS-Rate lag in Woche 12 für Eribulin bei 33 % und für Dacarbazin bei 29 %. Das Toxizitätsprofil von Eribulin stimmte mit bereits früher erhaltenen Ergebnissen überein, ohne unerwartete oder neue Befunde zur Sicherheit. In dieser Studie waren die im Eribulin-Arm am häufigsten beobachteten unerwünschten Ereignisse Neutropenie, Müdigkeit, Übelkeit, Alopezie und Verstopfung, die dem für Eribulin bekannten Nebenwirkungsprofil entsprechen.

Eisai in der Onkologie 

Basierend auf unserer wissenschaftlichen Expertise setzen wir uns für sinnvolle Innovationen in der Krebsforschung ein. Dabei kommt uns die Möglichkeit zugute, Forschungsarbeiten und präklinische Forschung global durchführen zu können, sowie kleine Moleküle, therapeutische Impfstoffe, biologische Wirkstoffe und die Therapie unterstützende Pflegemittel für Krebserkrankungen mit unterschiedlichen Indikationen zu entwickeln.

Über Eisai Co., Ltd. 

Eisai ist ein führendes weltweit operierendes, forschungs- und entwicklungsorientiertes (F&E) Pharmaunternehmen mit Hauptsitz in Japan. Eisai hat sein Unternehmensleitbild wie folgt definiert: Im Mittelpunkt stehen die Patienten und ihre Angehörigen sowie die Verbesserung der Gesundheitsfürsorge - wir nennen dies unsere "human health care (hhc)"-Philosophie. Mit mehr als 10.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in unserem weltweiten Netzwerk von Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, Produktionsstätten und Vertriebsniederlassungen arbeiten wir an der Verwirklichung unserer hhc-Philosophie, indem wir innovative Produkte in verschiedenen therapeutischen Bereichen anbieten, in denen ein hoher ungedeckter medizinischer Bedarf besteht, wie etwa der Onkologie und der Neurologie.

Als global operierendes pharmazeutisches Unternehmen engagieren wir uns gemäss unseres Unternehmensleitbilds für Patienten überall auf der Welt - durch Investitionen und Beteiligungen an partnerschaftlichen Initiativen zur Verbesserung des Zugangs zu Arzneimitteln in Entwicklungs- und Schwellenländern.

Weitere Informationen zu Eisai Co., Ltd. finden Sie unter http://www.eisai.com [http://www.eisai.de].

Literatur
1. Clinicaltrials.gov https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01327885?term=halaven+soft+tissue+sarcoma&rank=2 Accessed: May 2015
2. Schöffski P et al. Randomized, open-label, multicenter, phase 3 study of eribulin versus dacarbazine in patients (pts) with leiomyosarcoma (LMS) and adipocytic sarcoma (ADI). American Society of Clinical Oncology annual meeting 2015; Abstract #LBA10502
3. Macmillan. What are soft tissue sarcomas? http://www.macmillan.org.uk/Cancerinformation/Cancertypes/Softtissuesarcomas/Aboutsofttissuesarcomas/Softtissuesarcomas.aspx . Accessed: May 2015
4. Cancer Research UK, Soft Tissue Sarcoma Incidence Statistics: http://www.cancerresearchuk.org/cancer-info/cancerstats/types/soft-tissue-sarcoma/incidence Accessed: May 2015
5. ESMO Guidance: http://annonc.oxfordjournals.org/content/25/suppl_3/iii102.full.pdf+html Accessed: May 2015
6. National Cancer Institute http://www.cancer.gov/cancertopics/pdq/treatment/adult-soft-tissue-sarcoma/HealthProfessional/page1 . Accessed May 2015
7. Matsuda S., et al. Soft-Tissue Sarcoma Surveillance Counterpoint: Japan. Current Clinical Oncology. 2013; 233-34
8. H. Tsujii, et al. Carbon-Ion Radiotherapy: Principles, Practices, and Treatment Planning. Springer. 2014; (XII)312:37
9. R. Pollock. Soft Tissue Sarcomas: A Volume in the American Cancer Society Atlas of Clinical Oncology Series. 2012
10. Fletcher et al. World Health Organization Classification of Tumours of Soft Tissue and Bone (4th Edition). Lyon: IARC Press, 2013.
11. SPC Halaven (updated June 2014). Available at: http://www.medicines.org.uk/emc/medicine/24382/SPC/Halaven+0.44+mg+ml+solution+for+injection Accessed: May 2015
Erstelldatum: Mai 2015
Job code: Oncology-UK0035c

Medizin am Abend Berlin DirektKontakt 

Eisai, Cressida Robson / Jaypreet Dhillon, +44(0)7908-314-155 / +44(0)7951-078-795, Cressida_Robson@eisai.net, Ben_Speller@eisai.net;  Tonic Life Communications, Alex Davies/ Ainsley Cooper, +44(0)7720-496-472 / +44(0)7817-229-010, Alex.Davies@toniclc.com, Ainsley.Cooper@toniclc.com

Sonnenvitamin D3 - Calcitriol - Heute Sonnenbad?

Medizin am Abend Fazit:  Neue Funktion für Vitamin D3 entdeckt

Forscherteam der Universitätsmedizin Göttingen hat zusammen mit Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrum München eine neue Funktion für ein altes Hormon entdeckt: Das „Sonnenvitamin“ Vitamin D3 spielt eine zentrale Rolle in einem Signalweg, der an Entstehung vieler Krebsarten beteiligt ist. Publiziert in der renommierten Fachzeitschrift „The Journal of Biological Chemistry“. 

Erst- und Seniorautoren der Publikation: (v.l.) Dr. Benedikt Linder, Dr. Anja Uhmann.
Erst- und Seniorautoren der Publikation: (v.l.) Dr. Benedikt Linder, Dr. Anja Uhmann. Foto: privat


Mutationen im Genom von Körperzellen können zur übermäßigen Aktivierung von Signalwegen und damit zu unbegrenztem Zellwachstum und Entstehung von Krebs führen.

Um Ansatzpunkte für zielgerichtete Therapien gegen Krebserkrankungen zu finden, sind genaue Kenntnisse über die physiologische Regulierung von Signalwegen wichtig. Ein Göttinger Forscherteam um Dr. Benedikt Linder und Dr. Anja Uhmann, beide Institut für Humangenetik der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), konnte zusammen mit Kollegen aus der UMG und Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums München erstmals die Zusammenarbeit von zwei wichtigen Transmembranproteinen im sogenannten Hedgehog-Signalweg klären.

Dieser Signalweg führt bei übermäßiger Aktivierung oder Entgleisung zu unterschiedlichen Krebsarten, wie Haut-, Hirn- oder Muskeltumoren.

Die Forschungsergebnisse wurden veröffentlicht in der renommierten Fachzeitschrift „The Journal of Biological Chemistry“.

Original-Publikation:
A functional and putative physiological role of calcitriol in Patched1/Smoothened interaction. Benedikt Linder, Susanne Weber, Kai Dittmann, Jerzy Adamski, Heidi Hahn and Anja Uhmann. The Journal of Biological Chemistry, 2015.
DOI: 10.1074/jbc.M115.646141
http://www.jbc.org/content/early/2015/06/30/jbc.M115.646141.abstract?sid=0dd1dc0...

„PATCHED“ UND „SMOOTHENED“: INTERAKTION ENTSCHLÜSSELT

Bislang war bekannt, dass die Transmembranproteine „Patched“ und „Smoothened“ eine wichtige Rolle bei der Regulierung dieses Signalweges spielen. Wie aber genau die Interaktion zwischen diesen Proteinen abläuft, war bisher nicht entschlüsselt.

„Wir wussten, dass diese beiden Proteine nicht durch direkten Kontakt interagieren.

Dies führte uns zu der Annahme, dass das Protein „Patched“ die Freisetzung eines kleinen signalübertragenden Moleküls reguliert, das wiederum das Protein „Smoothened“ hemmt“, sagt Dr. Benedikt Lin-der, Erstautor der Publikation.

Die Forschungsergebnisse der Göttinger Wissenschaftler bestätigen diese Annahme:

Die Forscher fanden heraus, dass „Patched“ essentiell ist, um Calcitriol, die hormonell aktive Form des „Sonnenvitamins“ Vitamin D3, durch die Membran in den Extrazellularraum zu transportieren.

Zusätzlich zeigen ihre Analysen, dass Calcitriol die Funktion von „Smoothened“ hemmt, indem es dessen Einwanderung in das primäre Zilium (eine spezialisierte antennenartige Zellstruktur) verhindert.

So wird die Aktivierung des Hedgehog-Signalweges blockiert.

 „Wir hatten schon lange vermutet, dass Calcitriol eine entscheidende Rolle im Hedgehog-Signalweg spielt“, sagt Dr. Anja Uhmann, Seniorautorin der Publikation.

 „Unsere Daten geben einen entscheidenden Hinweis darauf, dass Calcitriol der erste physiologisch existente Hemmstoff des Signalwegs ist.“

Die vorliegenden Forschungserkenntnisse eröffnen neue Möglichkeiten, um zielgerichtete Therapieansätze zur Behandlung von Hedgehog-assoziierten Krebserkrankungen zu entwickeln. 

Daher untersuchten die Forscher weiter, ob die Wirkung von Calcitriol auf den Hedgehog-Signalweg durch Kombination mit anderen Stoffen verstärkt werden kann. Tatsächlich fanden sie an kultivierten Zellen heraus, dass das Antimykotikum Itrakonazol die Wirkungsweise von Calcitriol verstärkt, somit also beide Stoffe synergistisch den Hedgehog-Signalweg hemmen.

Englische Zusammenfassung:
The Patched1 (Ptch)-mediated inhibition of Smoothened (Smo) is still an open question. However, a direct Ptch/Smo interaction has been excluded, Smo modulators were identified, but the endogenous signal transmitting molecule remains undiscovered. Here, we demonstrate that calcitriol, the hormonally active form of vitamin D3, is an excellent candidate for transmission of Ptch/Smo interaction. Our study reveals that Ptch expression is sufficient to release calcitriol from the cell and that calcitriol inhibits Smo action and ciliary translocation by acting on a site distinct from the 7- transmembrane-domain or the cysteine-rich-domain. Moreover calcitriol strongly synergizes with itracona-zole (ITZ) in Smo inhibition which not results from elevated calcitriol bio-availability due to ITZ mediated 24-hydroxylase inhibition but rather from a di-rect interaction of the compounds at the level of Smo. Together, we suggest that calcitriol represents a possible endogenous transmitter of Ptch/Smo inter-action. Moreover calcitriol or calcitriol derivatives combined with ITZ might be a treatment option of Hedgehog associated cancers.




Calcitriol bewirkt den Austritt von Smoothened aus den primären Zilium und damit die Hemmung des Hedgehog-Signalweges.
Calcitriol bewirkt den Austritt von Smoothened aus den primären Zilium und damit die Hemmung des Hedgehog-Signalweges.

Die Abbildung zeigt Zellen mit einem pathologisch (übermäßig) aktiven Hedgehog-Signalweg. Ohne Calcitriol-Behandlung (Abb. links) ist das Smoothened Protein (rot) im primären Zilium (grün, AT) nachweisbar. Nach Behandlung mit Calcitriol (Abb. rechts) ist in den meisten primären Zilien kein Smoothened Protein mehr vorhanden. Der Nachweis erfolgte mittels Immuno-fluoreszenz-Antikörperfärbung, das primäre Zilium wurde über Färbung von acetyliertem Tubulin (AT) visualisiert.

Medizin am Abend Berlin DirektKontakt: 

Universitätsmedizin Göttingen, Georg-August-Universität
Institut für Humangenetik
Dr. Anja Uhmann, Telefon: 0551 / 39-14100
Heinrich-Düker-Weg 12, 37073 Göttingen
auhmann@gwdg.de
Stefan Weller -  Universitätsmedizin Göttingen - Georg-August-Universität

2-D Film: Das menschliche Herz in voller Aktion und aus verschiedensten Blickwinkeln - Blutfuss-Sequenz

Medizin am Abend Berlin Fazit: Virtuelle Reise durch das Herz

Film in 2-D auf YouTube: https://youtu.be/0B0d0fPVcKI

http://www.aec.at/center/ausstellungen/deep-space/ 

Manchmal verbinden sich medizinische Forschung und Kunst aufs Eindrucksvollste: Fachleute des Fraunhofer-Instituts für Bildgestütze Medizin MEVIS in Bremen haben einen 3-D-Film geschaffen, der das menschliche Herz in voller Aktion und aus verschiedensten Blickwinkeln zeigt: Es schlägt und pumpt, und spezielle Techniken zeigen, mit welcher Dynamik das Blut durch die Gefäße strömt. Die Sequenz ist Teil eines neuen, interaktiven 3-D-Erlebnisses, das vom „Ars Electronica Center“ im sogenannten „Deep Space 8K“ in Linz am 7. August präsentiert wird.


http://www.mevis.fraunhofer.de/uploads/media/Bild-Herz.png
Darstellung des Blutflusses im Aortenbogen zur Untersuchung des Körperkreislaufes


Das Ars Electronica Center und das jährliche Festival zählen zu den weltweit führenden Schau- und Spielplätzen der digitalen Kultur. Als Museum der Zukunft zeigt es seinen Besuchern, wie neue, noch im Forschungsstadium steckende Technologien den künftigen Alltag prägen könnten – von der Arbeitswelt über die Freizeit bis zur Kunst. Teil des Centers ist der Deep Space. Der Projektionsraum kann dreidimensionale Bilder, Filme und Animationen in extremer Auflösung darstellen. Nun wurde der Deep Space auf die neue 8K-Technologie umgerüstet – was Bildschärfe und Farbintensität nochmals steigert. Moderatoren begleiten das Erlebnis mit fachkundigen Live-Kommentaren.

Mit der Wiedereröffnung am 7. August stellt das Ars Electronica Center auch ein neues, der optimierten Projektionstechnik angepasstes 3-D-Programm für den Deep Space vor: „Universum Mensch” bietet eine interaktive Reise durch eine dreidimensionale Visualisierung unseres Körpers und veranschaulicht, wie Organe, Knochen, Muskeln und Blutbahnen aussehen und funktionieren. Fraunhofer MEVIS hat dafür ein zentrales Element beigesteuert – eine 3-D-Sequenz des menschlichen Herzens.

http://www.mevis.fraunhofer.de/uploads/media/Bild-Blutfluss.png

Zunächst baut sich aus den Schichtbildern eines CT-Scanners ein dreidimensionaler Block auf. Allmählich erkennt man Rippen, Zwerchfell und das schlagende Herz eines Mannes. Die Perspektiven wechseln, dann hebt sich eine einzelne Bildschicht hervor. Sie zeigt, wie sich die Herzklappen mit dem Pulsschlag öffnen und schließen. Jetzt erscheint eine MRT-Aufnahme.

Auf ihrer Basis visualisieren raffinierte Algorithmen den Blutfluss: Aberhunderte farbige Funken stieben im Takt des Herzschlags durch Gefäße und Herzkammern und veranschaulichen, wo das Blut besonders schnell und druckvoll strömt. Wird der Film nicht live kommentiert, erklingt eine eigens komponierte Soundlandschaft.

Die dreiminütige Sequenz basiert vollständig auf realen medizinischen Daten, gewonnen vom institutseigenen MR-Tomographen. Die CT-Daten stammen vom Universitätsklinikum Marburg. Die Fraunhofer-Forscher erstellten den Film mit Hilfe von „MeVisLab“ – einem Programmpaket, mit dem sich neue Softwarelösungen für die medizinische Bildbearbeitung bis zur Produktreife als Assistenzsystem für Mediziner entwickeln lassen. Mittlerweile wird MeVisLab von Experten rund um den Globus genutzt, auch aus der Industrie.

Um die ästhetischen Bilder zu kreieren, verwendeten die Fachleute hochentwickelte Volumenrendering-Verfahren. Die Blutfluss-Sequenz gelang mit einer noch jungen Methode, die derzeit in Bremen in den klinischen Alltag überführt wird – die sog. partikelbasierte Strömungsvisualisierung. Ursprünglich stammt das Konzept von Computersimulationen für Windkanal-Experimente. Gefüttert mit den Daten eines MR-Tomographen und angepasst auf den menschlichen Körper taugt es nun dazu, die Blutströme durch unser Gefäßsystem sichtbar zu machen.

Andere für den Film benutzte Techniken bewähren sich bereits im Routineeinsatz: So können sich Ärzte per Softwareassistent genau jene Ansichten aus einem CT-Datensatz zeigen lassen, die wichtige Details etwa der Herzklappen besonders gut darstellen.

Die Herz-Sequenz ist nicht die erste Zusammenarbeit zwischen Bremen und Linz. 2013 zeigte Fraunhofer MEVIS auf dem Ars Electronica Festival die interaktive Installation „Poking Florian“ – sie visualisiert die Faserbahnen und ihre Funktionen im menschlichen Gehirn. Auch andere Kultureinrichtungen profitieren von Exponaten, die bei Fraunhofer MEVIS konzipiert wurden: So steht im Bremer Science Center Universum seit kurzem der „Image Man“. Die lebensgroße, aus zehn Segmenten zusammengesetzte Figur veranschaulicht die Möglichkeiten der verschiedenen Bildgebungs-Verfahren wie Röntgen, CT und MRT.

Die Experten arbeiten aber nicht nur an medizinischen Filmen und Hands-On Exponaten, allesamt basierend auf realen medizinischen Daten. Sie entwickeln auch Programme für Virtual-Reality-Brillen. Zukünftig sollen so klinisches Personal geschult und Patienten aufgeklärt werden.

Film in 2-D auf YouTube: https://youtu.be/0B0d0fPVcKI

Medizin am Abend Berlin DirektKontakt  

Universitätsallee 29
28359 Bremen
Deutschland

Bianka Hofmann
Telefon: 0421/218 59231
Fax: 0421/218 98 59231
E-Mail-Adresse: bianka.hofmann@mevis.fraunhofer.de




http://www.mevis.fraunhofer.de/uploads/media/Foto_iPad_Leber_OP.jpg
Prof. Dr. Karl Oldhafer richtet einen Tablet-Computer aus, um die Planungsdaten während einer Leberoperation zur Verfügung zu stellen und sichtbar zu machen. Foto: Fraunhofer MEVIS /Fabian Bimmer (GERMANY)