Ingenieur am Krankenbett

Exaktere Diagnosemethoden sollen Therapien zur Behandlung von Epilepsie sicherer machen. Dafür arbeitet man im Sonderforschungsbereich 855 ganz nah an den Patientinnen und Patienten.

Tigerenten- und Dschungelbuchposter zieren die Wände auf dem Weg zu Laith Hamids Büro. Bevor er an die Arbeit geht, macht der 30-jährige Doktorand gerne einen Zwischenstopp beim Langzeitmonitoring. Er wirft einen Blick auf die Bildschirme in dem kaum einen Meter breiten, fensterlosen Überwachungsraum. Vor seinen Augen wandern unzählige farbige Linien in regelmäßigen Schritten über ein Display. Ein weiterer Monitor zeigt ein blondes Mädchen von oben im Krankenbett. Sie ist vielleicht fünf Jahre alt. Durch die offene Tür hört Hamid sie unbeschwert mit einer Krankenschwester plaudern. Am Kopf der kleinen Patientin Lola* sitzen mehrere Kabel, und senkrecht über ihrem Bett hängt die Linse der Überwachungskamera, die die Bilder auf den Monitor schickt. Kamera und Kabel scheinen für das junge Mädchen nicht ungewöhnlich. Nicht zum ersten Mal werden ihre elektrischen Hirnströme mit dem Elektroenzephalogramm (EEG) gemessen.

Drei Krankenschwestern warten fünf Tage und Nächte darauf, dass Lola die Augen nach hinten dreht, dass der Körper des Kindes verkrampft und ihre Gliedmaßen zucken. Wenn das passiert, wenn Lola einen epileptischen Anfall hat, verändern sich die bunten Linien auf dem EEG-Monitor: große Zacken erscheinen. In der Fachsprache heißen sie »Spikes«. Und genau diese Spikes sind es, die Hamid interessieren. Denn aus den Spikes möchte der irakische Doktorand ableiten, wo genau im Gehirn eines Betroffenen die epileptischen Anfälle entstehen. Als Ingenieur für Elektronik und Kommunikation hat er einen ungewöhnlichen Arbeitsplatz für seine Promotion gewählt: die Kinderklinik des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein. Gemeinsam mit der Forschungsgruppe »Pediatric Brain Imaging« (PedBI) in der Klinik für Neuropädiatrie um Professor Ulrich Stephani arbeitet Hamid daran, Hirnströme noch detaillierter darzustellen, damit Ärztinnen und Ärzte genauere Diagnosen treffen können.

PedBI-Leiterin Dr. Friederike Möller erläutert: »Von allen Epilepsien können wir in Deutschland nur etwa zwei Drittel mit Medikamenten erfolgreich behandeln. « Für einen Teil der Menschen mit schwer therapierbarer Epilepsie, so Möller, sei die letzte Hoffnung eine Operation, bei der die Gehirnregion, in der die epileptischen Anfälle entstehen, herausgeschnitten wird.

Mit den heutigen Messmethoden, erklärt die Fachärztin für Kinder- und Jugendmedizin weiter, bleibe bei risikoarmen, äußerlich angewendeten Methoden wie dem EEG oft unsicher, wo genau die krank machende Stelle im Gehirn sitzt. Chirurginnen und Chirurgen müssten mitunter den Schädel vor dem eigentlichen Eingriff öffnen und die exakte Stelle mithilfe eines Messnetzes direkt auf dem Gehirn bestimmen. »Das ist sehr riskant, und deshalb bräuchten wir bessere Methoden, um das Gehirn von außen bis ins Detail und in die Tiefe untersuchen zu können«, sagt die Expertin für Epilepsie im Kindesalter.

Hamid will dazu die Datenverarbeitung verbessern. »Eine optimierte Diagnose- Software soll die Spikes aus dem EEG mit anderen Messwerten, zum Beispiel aus der Magnetresonanz­tomographie kombinieren und damit insgesamt die Genauigkeit der Ortsbestimmung im Gehirn verbessern«, erläutert Professor Ulrich Heute von der Technischen Fakultät der CAU, an der Hamid bereits seinen Master gemacht hat. Gemeinsam betreuen Heute und Stephani die Arbeit des zielstrebigen Irakers im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 855 – elektromagnetische Schnittstellen der Zukunft (SFB 855). In diesem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Verbundprojekt arbeiten mehr als zwanzig Professorinnen und Professoren und dreißig Nachwuchsforschende aus drei Fakultäten zusammen.

Seit Anfang 2010 hat Hamid Dutzende Diagnose-Programme unter die Lupe genommen, verschiedene mathematische Modelle des Kopfes verglichen und getestet, wie diese mit einem in der Arbeitsgruppe entwickelten Algorithmus zusammenarbeiten.

»Wenn der Algorithmus perfekt auf das Kopfmodell abgestimmt ist, lässt sich die Quelle auf oder sogar im Gehirn aus Gehirnströmen, die wir außen am Kopf messen, viel genauer zurückrechnen«,

erklärt Hamid. Mit Messdaten wie denen von Patientin Lola testet Hamid, wie gut er den Algorithmus angepasst hat. Hoch aufgelöste Daten liefert ihm eine neue, im SFB 855 angeschaffte Messkappe, die 256 anstelle der bislang üblichen 48 Elektroden hat. Den Umgang mit echten Messwerten musste Hamid jedoch erst lernen: »Reale Daten sind viel komplexer als die simulierten Daten, mit denen wir Techniker meist arbeiten.«

Obwohl Forschung im Krankenhaus anders abläuft als in der Technischen Fakultät, gefällt ihm die Arbeit sehr gut: »Wenn ich die Kinder hier in der Klinik leiden sehe, dann motiviert mich das bei der Arbeit«, erklärt Hamid seine Anstrengungen, den jungen Patientinnen und Patienten zu helfen. Auch nach der Promotion würde er gerne weiter in der Medizin forschen und zum Beispiel weitere Methoden für die Neurologie und Neuropädiatrie entwickeln: »Unser Ziel ist es, so viel wie möglich aus Daten zu lernen, damit die Ärzte besser diagnostizieren und Patienten besser behandelt werden können.« (Stefanie Maack)

(*Name geändert)

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