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JOURNAL ONKOLOGIE – NEWS
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03. Mai 2013

Verbessertes Bildgebungsverfahren soll Brustkrebs-Früherkennung einfacher und sicherer machen

Die Früherkennung von Brustkrebs zu verbessern und die Diagnosen für Radiologen sicherer und einfacher zu machen, das ist das Ziel des Spitzencluster-Förderprojekts "Integrated Breastcare: Früherkennung und Diagnostik der Brust" aus dem Medical Valley Europäische Metropolregion Nürnberg. Namhafte Akteure wie Siemens Healthcare und das Universitätsklinikum Erlangen arbeiten derzeit an der Weiterentwicklung bisheriger bildgebender Verfahren.

Der Grund: Konservative Diagnosemöglichkeiten wie Mammografie oder Ultraschall sind heute zwar sehr erfolgreich, können aber noch ausgebaut werden. "Drei von vier Biopsien werden in Deutschland umsonst durchgeführt, da sich der Tumor schlussendlich als gutartig erweist", gibt Prof. Dr. Peter Fasching aus der Erlanger Frauenklinik zu bedenken. Um die Früherkennung von Brustkrebs zu verbessern, bessere Unterscheidungen von gutartigen und bösartigen Tumoren zu ermöglichen und Kosten zu sparen, verglich und evaluierte das Projektteam zunächst die Schwächen und Stärken verschiedener Bildgebungsverfahren und entwickelte diese entsprechend weiter. Projektabschluss und Präsentation der Ergebnisse stehen kurz bevor.

Die Zukunft liegt in 3D-/Hybrid-Bildgebung

Die Zahl der Krebserkrankungen in Deutschland steigt. Allein an Brustkrebs erkrankten 2008 fast 72.000 Frauen neu, registrierte das Robert Koch-Institut in der aktuellsten und 2012 veröffentlichten Studie "Krebs in Deutschland 2007/2008" - Tendenz steigend. "Insbesondere staatlich organisierte Mammografie-Screeningprogramme konnten die relative Todesrate mittlerweile um mindestens 20% senken", stellt Prof. Dr. Rüdiger Schulz-Wendtland vom Institut für diagnostische Radiologie des Universitätsklinikums Erlangen (Direktor: Prof. Dr. M. Uder) klar. "Unumstritten ist, dass im Bereich Früherkennung weiterhin Optimierungsbedarf besteht", versichert Dr. Marcus Radicke, Mitarbeiter der Clinical Products Division im Healthcare-Sector der Siemens AG. Deshalb stellen sich die Forscher aus dem Medical Valley EMN den akuten Herausforderungen der Medizin. Gerade die bisher bekannte Mammografie reicht als eher statisches, radiologisches Verfahren, das 2D-Bilder erzeugt, oft nicht aus, um gutartige Tumore eindeutig von bösartigen zu unterscheiden und resultiert häufig in teuren Folgebehandlungen. Bildgebende Verfahren, die dagegen 3D-Informationen liefern, wurden im Rahmen des Projekts als besonders effizient eingestuft. Im Gegensatz zur Standard 2D-Mammografie, bei der pro Brust nur zwei (cranio-caudale und medio-lateral-oblique) Bilder produziert werden, generiert die digitale Brust Tomosynthese dank schwenkender Röntgenrohre 3D-Bilder und damit einen voluminösen Datensatz. Ein Tumor wird auf diese Weise sichtbarer, weil er nicht von anatomischen Strukturen überlagert wird. Serielle Schichtbilder der einzelnen Gewebelagen können bei ähnlicher Strahlendosis generiert werden und ermöglichen umfassende Ansichten der Brust. Je größer dabei der Winkel ist, desto höher ist die Tiefenauflösung und desto besser können Läsionen voneinander separiert werden. Bestrebungen, die Vorteile des Ultraschalls mit Informationen der digitalen Brust-Tomosynthese zu verbinden, prägen das Förderprojekt außerdem.

Hürden der Diagnostik innovativ überwinden

Aktuell werden Ultraschall- und Röntgenaufnahmen unter völlig verschiedenen Randbedingungen aufgenommen. Bei der Ultraschalluntersuchung liegt die Patientin auf dem Rücken, und die Brust wird nur mit leichter Druckausübung des Schallkopfes untersucht. Bei der Röntgenuntersuchung steht die Patientin hingegen. Die Brust wird dabei in cranio-caudaler bzw. medio-lateral-obliquer Richtung mit bis zu 100 Newton komprimiert. Die auf diese Weise erzeugten Bilder unterscheiden sich daher schon aufgrund der starken Verformung der Brust von Ultraschallbildern und sind nur schwer zu korrelieren. Dieser für eine gute Diagnostik essenzielle Schritt kann momentan jedoch nur im Kopf eines erfahrenen Arztes erfolgen. Ziel des Unterprojektes "Registrierung von Tomosynthese- und 3D-Ultraschalldaten" ist es daher, zwei Lösungsmöglichkeiten zu untersuchen: eine softwaregestützte Verformung und damit schlussendlich Überlagerung der Bilder, sowie die Konstruktion eines Prototyps, der Ultraschall und Röntgen in ein Gerät integriert. In der Koppelung von MRT (Magnetresonanztomografie) und PET (Positronen-Emmissions-Tomografie), die 3D-Aufnahmen des Tumorzellen-Metabolismus liefert, erwarten die Projektpartner eine weitere Leistungssteigerung. Die Kombination aus exzellentem Weichteilkontrast, tumorsensitiver Bildgebung und einer hohen räumlichen Auflösung soll die Diagnostik entscheidend vereinfachen und präzisieren. Computerassistierte, nicht entpersonalisierte Diagnosen. Das aus den neuen Verfahren resultierende große Schnittbildaufkommen soll computergestützt bewältigt werden. Eine vom Fraunhofer IIS entwickelte spezielle Software kann dabei den Tumor automatisch segmentieren, seine Abmessung und Größe bestimmen und damit auch die Art seiner Behandlung vorschlagen. Bösartige Tumore unterscheiden sich in ihrer Form und Signatur meist von ihrem gutartigen Pendant. "Denkbar wäre also ein automatischer Vergleich des Tumors durch Rückgriff auf eine Datenbank", so Dr. Marcus Radicke.

"Von einer entpersonalisierten Medizin sind wir jedoch weit entfernt", versichert Prof. Dr. Peter Fasching. Computer assistierten lediglich, gäben standardisierte Zusatzinformationen und optimierten auf diese Weise die Diagnose. Ärztinnen und Ärzte, die Bilder befunden, so Fasching, müssten im Jahr 5.000 Aufnahmen bewerten, um im Training zu bleiben und verlässliche Diagnosen stellen zu können. Das komplexe Förderprojekt umfasst sieben Unterprojekte. Expertise aus den Bereichen Bildgebung, IT und In-Vitro-Diagnostik flossen in das Förderprojekt ein. Insgesamt arbeiten rund 50 Mitarbeiter aus den Bereichen Forschung und Industrie an dem in Aufbau und Umfang beispiellosen Projekt mit. Geforscht wird unter der Beteiligung von Siemens Healthcare, der Abteilung für Gynäkologische Radiologie (Leitung: Prof. Dr. R. Schulz-Wendtland) im Institut für diagnostische Radiologie (Direktor: Prof. Dr. M. Uder) und der Frauenklinik (Direktor: Prof. Dr. M. W. Beckmann) des Universitätsklinikums Erlangen. Auch Fraunhofer MeVis (Direktor: Prof. H. Hahn) und Fraunhofer IIS (Direktor: Prof. A Heuberger) sowie indirekt die Universität Bayreuth und das Institut für Medizinische Physik (Leitung: Prof. Dr. Dr. W. A. Kalender) stemmen große Teile des Projekts. Die Kommunikation zwischen den zahlreichen Projektpartnern erwies sich oft als Herausforderung: "Wir haben die kurzen Wege im Medical Valley EMN gerade in den heißen Phasen des Projekts einmal mehr zu schätzen gelernt", so Dr. Marcus Radicke.

Quelle: Medical Valley EMN e. V.
 
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