Virtuelle Autopsie (Virtopsy): wie sie funktioniert, was sie findet und was sie übersieht

Eine virtuelle Autopsie ist eine postmortale Untersuchung mit Scannern statt mit dem Skalpell. Sie begann als Forschungsprojekt in der Schweiz und gehört heute in einer wachsenden Zahl rechtsmedizinischer Institute zur Todesermittlung, meist als erster Schritt, bevor entschieden wird, ob eine konventionelle Autopsie nötig ist.

Dieser Ratgeber erklärt, woraus eine virtuelle Autopsie oder Virtopsy besteht, wie sie sich zur herkömmlichen Autopsie verhält, wie genau sie nach den veröffentlichten Studien ist und wo der 3D-Oberflächenscan seinen Platz hat.

Was ist eine virtuelle Autopsie?

Eine virtuelle Autopsie oder Virtopsy ist eine postmortale Untersuchung mit bildgebenden Verfahren statt Sektion. Der Leichnam wird mit Computertomographie und oft mit Magnetresonanztomographie gescannt, seine Blutgefäße können für eine Angiographie mit Kontrastmittel gefüllt werden, und seine Oberfläche wird mit einem 3D-Scanner erfasst. Ist Gewebe nötig, wird es unter Bildsteuerung mit einer Nadel entnommen.

Die Methode stammt aus dem Virtopsy-Projekt am Institut für Rechtsmedizin der Universität Bern; Michael Thali hat das Projekt 1999 mitbegründet und leitet es seit 2011 von der Universität Zürich aus. Die erste systematische Studie des Projekts, 2003 veröffentlicht, untersuchte vor der Autopsie 40 forensische Fälle mit postmortaler CT und MRT (Thali et al., 2003).

Die Idee setzte sich aus praktischen Gründen durch. Die Bildgebung verändert den Körper nicht; die Daten lassen sich Jahre später erneut auswerten oder für eine Zweitmeinung an einen Spezialisten senden; die Entscheidung über das weitere Vorgehen fällt schneller; und sie ermöglicht eine Untersuchung, wo eine Autopsie für die Angehörigen unannehmbar oder mit ihrem Glauben unvereinbar ist (RSNA News, 2016).

Virtopsy, digitale Autopsie, PMCT: die Begriffe

Virtopsy ist ein Kofferwort aus den englischen Wörtern „virtual“ und „autopsy“, geprägt vom Schweizer Projekt. „Digital autopsy“ (digitale Autopsie) heißen im Vereinigten Königreich die CT-gestützten postmortalen Untersuchungsdienste. In der medizinischen Literatur erscheinen die einzelnen Bestandteile unter eigenen Namen: postmortale CT (PMCT), postmortale MRT (PMMR, die in der Fachliteratur übliche englische Abkürzung), PMCT-Angiographie (PMCTA) und minimalinvasive Autopsie, wenn Bildgebung mit Nadelbiopsien kombiniert wird.

Die Verfahren hinter einer virtuellen Autopsie

Eine virtuelle Autopsie ist nicht ein einzelner Scan, sondern eine Reihe von Verfahren, von denen jedes dort stark ist, wo ein anderes schwach ist. Viele Zentren beginnen mit der CT und ergänzen die übrigen, wie es der Fall erfordert.

Postmortale CT (PMCT)

Die postmortale CT ist das Arbeitspferd. Sie zeigt Frakturen, Gas und Luft, Fremdkörper wie Geschossfragmente sowie Blutungen am ganzen Körper in einem einzigen Scan. In der Berner Studie von 2003 war die Bildgebung der Autopsie beim Nachweis mancher Schädel-, Skelett- und Weichteiltraumata überlegen. Seit Mitte der 2000er-Jahre erhalten die Leichname von US-Militärangehörigen, die auf der Dover Air Force Base eintreffen, im Rahmen ihrer postmortalen Untersuchung eine Ganzkörper-CT.

Postmortale MRT

Die MRT zeigt Organe und Weichgewebe detaillierter als die CT, war aber in einer großen Validierungsstudie von 2012 die weniger genaue der beiden, wenn es um die Todesursache ging: Ihre Rate schwerwiegender Abweichungen von der Autopsie lag bei 43 %, gegenüber 32 % für die CT (Roberts et al., 2012). Sie wird eingesetzt, wo Weichteilbefunde wichtig sind, meist zusätzlich zur CT und nicht an ihrer Stelle.

Postmortale CT-Angiographie

Für sich allein kann die CT das Innere der Blutgefäße nicht darstellen, weil der Kreislauf stillsteht. Bei der Angiographie wird Kontrastmittel in die Gefäße gepumpt. Ein 2011 in Lausanne standardisiertes Mehrphasenprotokoll scannt den Körper einmal ohne Kontrastmittel und dann in arterieller, venöser und dynamischer Phase, womit sich die Quelle einer Blutung lokalisieren lässt. Ein Team in Leicester zielte stattdessen auf die Koronararterien, also auf die Herzerkrankung, die die CT allein am häufigsten übersah; in seiner Studie gelang die Angiographie in 85 % der Fälle.

3D-Oberflächenscan

CT und MRT blicken durch die Haut, erfassen ihre Oberfläche aber nicht in Farbe und feinem Detail: das Hämatom, die Hautabschürfung, das Muster einer geformten Verletzung. Deshalb gehören zur Virtopsy der optische 3D-Oberflächenscan und die Photogrammetrie, die die Körperoberfläche maßstabsgetreu und in Farbe erfassen. Mit den CT-Daten zusammengeführt, erlaubt der Oberflächenscan einem Sach­ver­stän­di­gen zu prüfen, ob eine Verletzung zu einer mutmaßlichen Tatwaffe oder zu den Schäden an einem Fahrzeug passt (Thali et al., 2005).

Die Virtopsy-Gruppe automatisierte die Arbeit mit Virtobot, einem Roboter, der den Oberflächenscanner führt und Biopsienadeln unter CT-Steuerung setzt. In seiner ersten Evaluierung halbierte er die Zeit für den Oberflächenscan und platzierte Biopsienadeln in einem Wachsphantom mit einer Genauigkeit von 3,2 mm (Ebert et al., 2010).

Bildgesteuerte Biopsie

Histologie und Toxikologie kann die Bildgebung nicht leisten. Braucht ein Fall Gewebe oder Körperflüssigkeit, entnimmt eine anhand der CT-Bilder geführte Nadel eine Probe, ohne den Körper zu öffnen. In der Leicester-Studie flossen toxikologische oder histologische Befunde der Art, die eine CT-gesteuerte Nadel liefern kann, in 19 % der Fälle in das Ergebnis ein, auch wenn diese Proben bei der Autopsie entnommen wurden.

Virtuelle Autopsie vs. herkömmliche Autopsie

Die beiden Methoden sind in unterschiedlichen Bereichen stärker; deshalb empfehlen die Studien, die sie verglichen haben, beide einzusetzen, statt sich für eine zu entscheiden.

Wie eine herkömmliche Autopsie abläuft

Eine konventionelle Autopsie, auch Obduktion genannt, beginnt mit der äußeren Leichenschau. Dann wird der Körper geöffnet, um die Organe zu betrachten und zu entnehmen, das Gehirn untersucht, jedes Organ begutachtet und beprobt, und schließlich werden die Organe zurückgelegt und der Körper verschlossen; die Schritt-für-Schritt-Darstellung des Australian Museum zeigt jede Phase. Die Autopsie führt ein Pathologe durch, in forensischen Fällen ein Rechtsmediziner, auf Anordnung eines Coroners oder Medical Examiners (der im angloamerikanischen Recht für ungeklärte Todesfälle zuständigen Amtsträger) oder eines Gerichts.

Wie genau ist eine virtuelle Autopsie?

Die Genauigkeit hängt davon ab, welche Verfahren eingesetzt werden und welche Art von Todesfall untersucht wird. Drei Studien stecken die Datenlage ab.

• Bern, 2003: In 40 forensischen Fällen, die durch Autopsie überprüft wurden, fanden postmortale CT und MRT allein anhand der Bilder 26 von 47 Todesursachen (55 %).
• Manchester und Oxford, 2012: Bei 182 dem Coroner gemeldeten Todesfällen Erwachsener betrug die Rate schwerwiegender Abweichungen von der Autopsie bei der Todesursache 32 % für die CT, 43 % für die MRT und 30 % für den Konsens der Radiologen. Waren sich die Radiologen der Ursache sicher, sank sie für die CT auf 16 %, eine Rate, die die Autoren mit der von klinischen Todesbescheinigungen verglichen.
• Leicester, 2017: Bei 210 natürlichen, unverdächtigen Todesfällen lieferte die CT mit gezielter Koronarangiographie in 92 % der Fälle eine Todesursache. Ihre Rate schwerwiegender Abweichungen betrug 6 %, gegenüber 5 % für die auf dieselbe Weise gemessene Autopsie, ein nicht signifikanter Unterschied. Bei Trauma und Blutungen war die Methode der Autopsie überlegen, bei Lungenembolie unterlegen (Rutty et al., 2017).

Die Autoren zogen aus ihren Daten unterschiedliche Schlüsse. Die Studie von 2012 warnte, dass häufige Ursachen des plötzlichen Todes in der Bildgebung oft übersehen werden und dass ein pauschaler Ersatz der Autopsie die Mortalitätsstatistik verzerren würde. Die Studie von 2017 kam zu dem Schluss, dass sich bei den meisten plötzlichen natürlichen Todesfällen Erwachsener, die von Coronern untersucht werden, eine invasive Autopsie durch eine angiographisch ergänzte CT vermeiden ließe und dass der Goldstandard beides umfassen sollte.

Die Grenzen der virtuellen Autopsie

• Sie übersieht manche natürlichen Erkrankungen: Ischämische Herzkrankheit, Lungenembolie, Pneumonie und abdominelle Läsionen waren in der Studie von 2012 die häufigsten Fehler der Bildgebung.
• Die Angiographie verbessert das Ergebnis, ist aber nicht immer möglich; in der Leicester-Studie gelang sie in 85 % der Fälle.
• Ohne Nadelprobe sind weder Histologie noch Toxikologie möglich.
• Sie erfordert einen Scanner und in postmortalen Befunden geschulte Radiologen; Thali selbst hat sie „ein bisschen teuer“ genannt.
• Die Körperoberfläche ist in der CT nicht zu sehen: Farbe, Hämatome und feine Wunddetails erfordern Fotos oder einen Oberflächenscan.

Wo die virtuelle Autopsie eingesetzt wird

Die Schweiz ging voran: 2016 berichtete RSNA News, die virtuelle Autopsie sei zum Standardverfahren bei rechtsmedizinischen Un­ter­su­chun­gen in der Schweiz geworden. In den USA nutzt das Militär seit Mitte der 2000er-Jahre die Ganzkörper-CT auf der Dover Air Force Base, und rechtsmedizinische Institute in Baltimore und Albuquerque wenden die Methode an, doch Standardpraxis ist sie dort nicht. In England und Wales, die eine der höchsten Autopsieraten der Welt haben, zielten die Arbeiten aus Leicester darauf ab, dass Coroner bei vielen natürlichen Todesfällen die CT anstelle einer invasiven Autopsie nutzen können.

Der Glaube ist ein Grund, warum Angehörige sie wünschen. Die Bildgebung ermöglicht eine Untersuchung, wo eine Öffnung des Körpers für die Angehörigen unannehmbar ist, und die Forscher aus Leicester zählen kulturelle und religiöse Vorteile zu den Gründen, auf eine invasive Autopsie zu verzichten, wo sie nicht nötig ist.

Wo der 3D-Oberflächenscan seinen Platz hat

Ein CT-Datensatz beschreibt das Innere des Körpers; das Äußere muss weiterhin dokumentiert werden, und in den meisten Sektionssälen heißt das nach wie vor Fotos, Lineal und Notizen. Ein 3D-Oberflächenscan erfasst die Körperoberfläche als messbares Modell in Farbe, sodass sich eine Wunde auch nach der Freigabe des Leichnams entlang der Hautkrümmung messen, mit einer Waffe vergleichen oder mit der CT überlagern lässt.

Als Forscher der University of Toronto beide Verfahren an einer lebenden Versuchsperson mit 11 temporären Tattoos verglichen, die Verletzungen simulierten, dauerte die Fotografie mit manueller Vermessung 54 min 30 s und die 3D-Dokumentation mit Artec Eva 26 min 1 s, wobei das Modell im Anschluss verarbeitet und in der Software entlang der gekrümmten Oberfläche gemessen wurde; 3D-Autopsiedokumentation beschreibt den Ablauf.

Zu einzelnen Verletzungen siehe 3D-Wunddokumentation und Schädel- und Knochentrauma; zur Präsentation der Ergebnisse vor Gericht 3D-Beweise im Gerichtssaal.