Minimal-invasive Operationsmethoden haben für Patienten mit Herzerkrankungen große Erleichterungen gebracht. Voraussetzung dafür sind die modernen Bildgebungsverfahren, an deren Verbesserung Dr. Bogdan Georgescu (40) aus Princeton, USA, forscht. Dank seiner Erfindungen hat Siemens als eines der ersten Unternehmen weltweit Programme für medizinische bildgebende Systeme auf den Markt gebracht, die automatisch eine 3D-Modell-Darstellung des Herzens ermöglichen. Die neuen Algorithmen können zudem als vierte Dimension den Blutfluss simulieren, wodurch Therapien noch besser auf die Patienten abgestimmt werden können.

Das Herz ist ein kompliziertes Organ. Klappen, Arterien, Gefäße sowie Zu- und Abfluss müssen aufeinander abgestimmt ihre Dienste leisten. In den vergangenen Jahren haben Siemens-Forscher von Corporate Technology (CT) in Princeton, USA, spezielle Programme entwickelt, die Ärzte für Diagnose und Therapieplanung oder während Operationen nutzen können. Diese Algorithmen können Bildinhalte interpretieren, weil sie aufgrund einer riesigen Datenmenge gelernt haben, bestimmte Merkmale eines Organs zu identifizieren. So erkennen sie beispielsweise, ob Ventrikel synchron arbeiten oder eine Herzklappe nicht richtig schließt. Georgescu gehört seit acht Jahren zu dieser Forschergruppe. Er hat in seiner Heimat Rumänien an der Universität von Bukarest Elektrotechnik und Telekommunikation studiert und sich dabei bereits für Bildverarbeitung interessiert. „Weil ich auf diesem Gebiet weiter forschen wollte, ging ich nach dem Master in die USA“, berichtet er. An der Rutgers University von New Jersey setzte er sein Studium mit dem Fach Computerwissenschaften fort.

In dieser Zeit absolvierte er ein Praktikum bei Siemens CT in Princeton, wo er erstmals an medizinischer Bildgebung arbeitete. Dieser Bereich fesselte ihn sofort und unmittelbar nach seinem Abschluss stellte Siemens Georgescu als Forscher ein. Eine seiner Erfindungen war etwa die Analyse von Aneurysmen mithilfe von numerischer Strömungssimulation. Aneurysmen sind ballonartige Erweiterungen der Arterienwände, die lebensbedrohliche innere Blutungen zur Folge haben, wenn sie reißen. Auf Basis hochauflösender Bilddaten hat Georgescu zusammen mit Kollegen präzise 3D-Modelle von Aneurysmen erstellt und deren Blutdurchfluss simuliert. Wenn der Arzt ein Aneurysma erkannt hat, muss er entscheiden, ob eine Operation notwendig ist. Georgescus Forschungen zeigten, dass die Wahrscheinlichkeit eines Risses auf Faktoren beruht, die von den Eigenschaften der Gefäßwände abhängen, und diese wiederum beeinflussen die Fließeigenschaften des Blutes. Die individualisierte 3D-Darstellung des Aneurysma gibt dem Arzt also wertvolle Hinweise für seine Entscheidung.

Seit etwa acht Jahren forscht Georgescu auf dem Gebiet der Bildverarbeitung für das Herz. Für seine Forschungen „füttert“ der Spezialist seine Software mit riesigen Datenmengen: Das System muss lernen, an welchen Merkmalen es die einzelnen Bestandteile des Herzens erkennt. Da gerade das Herz bei Erkrankungen individuelle Ausprägungen haben kann, ist dies besonders schwierig. „Dank der engen Zusammenarbeit mit dem Siemens-Sektor Healthcare haben wir genügend Datenmaterial zur Verfügung, um daraus so viel ‚Lernmaterial’ zu gewinnen, dass die Software die anatomischen Orientierungspunkte im Herzen erkennt. Nehmen wir dann noch die Simulation der Blutströmung hinzu, können wir genau darstellen, wie das Herz des Patienten aussieht und funktioniert“, erklärt Georgescu. Damit kann die Therapie in Zukunft wesentlicher genauer auf den Patienten abgestimmt werden: Erstens ist die Diagnose präziser und zweitens können die Ärzte die Wirkung ihrer Therapie besser beurteilen.

Georgescu arbeitet außerdem im Siemens-Forschungsprojekt Translational Biotechnology an der Entwicklung von Entscheidungshilfen für die personalisierte Medizin. Hier will er biomechanische und elektrophysikalische Modelle verbunden mit molekularen Daten miteinander kombinieren. Das soll Vorhersagen darüber ermöglichen, wie das Herz auf bestimmte Eingriffe reagieren wird, und bei der Entwicklung von Werkzeugen für die individualisierte Therapie eines Patienten helfen. Seit Georgescu für Siemens CT forscht, hat er 133 Erfindungen gemeldet. Er kann 43 Einzelpatente in 81 Schutzrechtsfamilien verzeichnen.

 Georgescu, Vater von zwei Söhnen – ein weiterer kommt bald zur Welt – findet heute nur noch selten Zeit für seine große Sportleidenschaft: In seiner Heimat spielte er 13 Jahre lang als Profi in der Handballliga. „Dann entschied ich mich, meine wissenschaftliche Karriere mit aller Kraft voranzutreiben und hörte mit dem Handball auf“, erzählt er. Jetzt spielt er Tennis, liest und sieht gerne Kinofilme.