Neue Form der Ultraschall-Computertomographie kombiniert mit Kontrastmitteln als Alternative zur Röntgen-Mammographie bei Brustkrebsvorsorge

Neue Form der Ultraschall-Computertomographie kombiniert mit Kontrastmitteln als Alternative zur Röntgen-Mammographie bei Brustkrebsvorsorge

Zuverlässige medizinische Bildgebungsverfahren sind in der Tumordiagnostik unverzichtbar. Um das Gewebe der weiblichen Brust möglichst detailliert abzubilden, entwickelte Dr.-Ing. Christian Hansen eine neue Form der Ultraschall-Computertomographie kombiniert mit Kontrastmitteln. Das Verfahren ist gezielt auf die Anatomie der weiblichen Brust zugeschnitten und sehr patientenfreundlich. In Zukunft könnte es die „lästige“ Mammographie ablösen. Für seine Dissertation an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Ruhr-Universität Bochum erhielt er am 1.12. den mit 3.000 Euro dotierten Promotionspreis des VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik).

Detailaufnahmen vom Brustgewebe
Das Ergebnis der Arbeit „Kontrastmittelspezifische Ultraschall-Computertomographie“ ist ein Abbildungssystem, das weitgehend automatisiert abläuft und damit „untersucherunabhängig“ ist. Ein Ultraschallwandler umkreist die in einem Wasserbad gelagerte Brust und bildet das Drüsengewebe aus allen Richtungen ab. Im Gegensatz zur handgeführten Sonographie wird die Brust immer vollständig erfasst. Die Abbildung aus verschiedenen Aufnahmerichtungen liefert mehr Daten und ermöglicht Ultraschallbilder mit höherer Qualität. Intravenös injizierte Ultraschall-Kontrastmittel können zusätzlich genaue Informationen über die Durchblutung des Gewebes liefern. „Das ist wichtig, denn neue Blutgefäße und eine gesteigerte Durchblutung des Gewebes sind typische Zeichen bösartiger Tumore“, so Dr.-Ing. Hansen.

Wie sich die Schallgeschwindigkeit in der Brust verteilt
Verbunden über eine PC-Schnittstelle lässt sich das neue Abbildungssystem als Zusatzeinheit an handelsübliche Ultraschall-Systeme andocken. „Die gewonnen Daten verarbeitet das System auf zweierlei Weise“, berichtet Dr. Hansen. „Zum einen werden die Ultraschallechos der verschiedenen Aufnahmerichtung miteinander kombiniert, um anschließend das Brustgewebe als Graustufenbild darzustellen und bei Kontrastmittelinjektion die Durchblutung zu beurteilen. Zum anderen werden die Laufzeiten der Echosignale ausgewertet. Hierfür ist auf der gegenüberliegenden Seite des Schallkopfes eine Art akustischer Spiegel angebracht, der die Schallwellen reflektiert.“ Computertomographische Rekonstruktionsverfahren ermöglichen, die Schallgeschwindigkeitsverteilung der verschiedenen Gewebearten in der Brust zu berechnen und im Bild darzustellen. „In Tumoren breiten sich Ultraschallwellen mit einer anderen Geschwindigkeit aus als in gesundem Brustdrüsengewebe, womit die Tumoren in den Bildern sichtbar gemacht werden können“, so Prof. Dr.-Ing. Helmut Ermert (Forschungsgruppe Hochfrequenztechnik der RUB), der die Dissertation betreute.
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Alternative zur Röntgen-Mammographie
Bislang dient die handgeführte Ultraschalluntersuchung als Ergänzungsmethode zur Mammographie. Diese ist mit einer mechanischen Kompression der Brust und mit einer Strahlenbelastung verbunden und wird daher nicht von allen Frauen akzeptiert. „Das neue System könnte wegen der standardisierten und vollständigen Abbildung zum Verfahren der ersten Wahl in der Brustkrebsdiagnostik avancieren“, sagt Prof. Dr. med. Lothar Heuser, medizinischer Betreuer der Arbeit und Leiter der klinischen Erprobung des Systems (Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Neuroradiologie und Nuklearmedizin der Ruhr-Universität Bochum im Knappschaftskrankenhaus Bochum-Langendreer).

VDE-Preis: Originalität und Relevanz der Ergebnisse
Der Bezirksverband Rhein-Ruhr und die Landesvertretung NRW des VDE stiften seit 1993 jährlich den Promotionspreis für Wissenschaftler der Universitäten/Hochschulen Aachen, Bochum, Duisburg-Essen, Dortmund, Hagen, Paderborn, Siegen und Wuppertal für besondere Promotionsleistungen in den Bereichen der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik bzw. Informatik und ergänzender Technologien und Wissenschaften. Zentrale Kriterien bei der Auswahl des Preisträgers sind neben der wissenschaftlichen Originalität der Arbeit auch die internationale Anerkennung und die praktische Relevanz sowie die überzeugende Darstellung des Ergebnisses.
Die Arbeiten, aus denen die Dissertation von Dr.-Ing. Christian Hansen hervorgegangen ist, wurden in einem Projekt am Kompetenzzentrum Medizintechnik Ruhr (KMR) mit Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) begonnen und im Zentrum für Medizinische Bildgebung Ruhr (ZMB) fortgeführt. Dieses Projekt unter Beteiligung der Stadt Bochum wurde vom Land Nordrhein-Westfalen und der Europäischen Gemeinschaft (Europäischer Fonds für Regionale Entwicklung) kofinanziert. Siemens unterstütze die Arbeiten durch Leihgabe verschiedener Ultraschallgeräte.

Weitere Informationen
Prof. Dr.-Ing. Helmut Ermert, DR. Christian Hansen,
Forschungsgruppe Hochfrequenztechnik
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der RUB

Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie,
Neuroradiologie und Nuklearmedizin
Klinikum der Ruhr-Universität Bochum
http://www.radiologie-bochum.de

idw 2010/12