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Sicherer zur Brustkrebsdiagnose

Vorsorge und Diagnostik von Brustkrebs müssen sicherer werden. Fakt ist: Die Röntgen-Mammographie übersieht zwischen 25 und 40 Prozent der Brustkrebsfälle. Neue Verfahren, die aufhorchen lassen, heißen beispielsweise Elastographie und optische Mammographie.
In fünf bis zehn Jahren könnten sie zulassungsreif sein.

Je früher Krebstumore sicher diagnostiziert werden, je besser sind die Heilungsaussichten und entsprechend wichtig ist die Vorsorge. Nur, die dabei eingesetzte Röntgen-Mammographie übersieht zwischen 25 und 40 Prozent der Brustkrebsfälle. Und etwa 80 Prozent der auf Grund der Mammographie durchgeführten Biopsien ergeben keinen Krebs. Abgesehen von den Schmerzen und dem damit verbundenen psychischen Stress sind Biopsien nicht gerade billig: Die Kosten liegen zwischen 120 und 600 Euro.

Und bei der großen Anzahl eigentlich überflüssiger Biopsien kommen da einige 100 000 Euro pro Jahr und Land zusammen. Ein Grund für die mangelnde Sensibilität der konventionellen Mammographie ist, dass sie nur anatomische Details abbildet ohne funktionale Informationen zu liefern, aber gerade diese funktionalen Informationen sind für eine sichere Diagnose unumgänglich. MRI (Magnetic Resonance Imaging) kann das, aber dieses Verfahren ist viel zu aufwändig und zu teuer, um sich für Screenings zu eignen.

Ultraschall-Elastographie führt weiter
Mediziner nehmen schon jetzt die Sonographie da zu Hilfe, wo die Mammographie nicht eindeutig ist. Leider haben die Ultraschallbilder wegen ihrer schlechten Unterscheidbarkeit zwischen krebsartigem und gutartigem Gewebe den leidigen Nebeneffekt, die Zahl der Biopsien eher zu erhöhen. Am Elizabeth Wende Breast Center in Rochester wurde unter der Leitung von Dr. Stamatia Destounis eine Studie durchgeführt, wie man mehr Genauigkeit durch die so genannte Ultraschall-Elastographie erreichen kann. Der Hintergrund: Möglicherweise kann man bösartige Tumore an ihrer Härte erkennen.

Die Ultraschall-Elastographie misst die Komprimierbarkeit und die mechanischen Eigenschaften des Gewebes mit Hilfe von Ultraschallsignalen. Bei der noch laufenden Studie erstellte das Forschungsteam von 179 Patienten 184 Elastogramme. Von den 134 durchgeführten Biopsien ergaben 56 Krebs. „Das Problem ist, dieses Verfahren quantifizierbar zu machen“, bringt es Ludwig Isken, Produktmanager Ultraschall bei Philips auf den Punkt. Die Gründe: Die Gewebeverformungen auch durch einen starken Ultraschallimpuls sind gering und Herzschlag und Atmung des Patienten sorgen für Bewegungen, welche die Gewebeverformungen durch Ultraschall überlagern und verfälschen. „Dazu kommt, dass man noch nicht so genau weiß, ab welcher Festigkeit das Gefundene bösartig ist“, so Ludwig Isken. Abhilfe verspricht die Ausbreitung von Scherwellen im Brustgewebe, die von einem Ultraschallpuls erzeugt wurden, zu detektieren und zu untersuchen.

Was Krebstumore noch von gutartigen Lesionen unterscheidet, ist die Angiogenese. Durch das starke Wachstum eines Tumors und dem damit verbundenen starken Bedarf an Nährstoffen entsteht um Tumore ein dichtes Geflecht von kleinen Blutgefäßen. Da das Volumen der Angiogenese deutlich größer ist als das des eigentlichen Tumors, kann eine Methode, die die Angiogenese detektiert, auch Tumore sehen, die für die Mammographie noch unsichtbar sind.

Diese Angiogenese nutzt die optische Mammographie aus. Kontinuierliche Laserstrahlen aus dem nahen Infrarot durchleuchten das Brustgewebe und die Wellenlänge wird so gewählt, dass sie von Hämoglobin absorbiert wird, nicht aber von Wasser oder Fett. „Deshalb arbeitet das System auch unabhängig von der Dichte des Gewebes und ermittelt nur die Verteilung von Blut in der Brust“, beschreibt Steve Ponder, Direktor Advanced Development bei Imaging Diagnostic Systems Inc. aus Fort Lauderdale deren Entwicklung CTLM (Computer Tomography Laser Mammography).

Berührungsfrei statt gequetscht
Die Patientinnen werden sich freuen: Statt die Brust schmerzhaft gequetscht zu bekommen liegt die Patientin hier entspannt auf einer Liege und die Brust hängt in den Messraum hinein. Dieser Messraum enthält eine Laserdiode und Detektoren. Die Messeinrichtung rotiert um die Brust und tastet sie so berührungsfrei ab. Rein theoretisch kommt das Verfahren ohne Kontrastmittel aus.

„Es ist noch zu früh, die optische Mammographie als ein Screening-Werkzeug zu bezeichnen, aber man kann sagen, dass es ein diagnostisches Werkzeug werden könnte“, ist sich Huabei Jiang, Professor für Biomedical Engineering an der Universität Florida sicher. In diesem Punkt sind Huabei Jiang und Dr. Alexander Pöllinger von der Charité in Berlin einer Meinung. Alexander Pöllinger arbeitet seit 2001 mit CTLM von Imaging Diagnostic Systems. „An der Charité wurden seither etwa 300 Untersuchungen gemacht, momentan als Zusatz zur normalen Mammographie.

Meiner Erfahrung nach kommt man für stichhaltige Ergebnisse aber nicht ohne Kontrastmittelvergabe aus“, fasst Alexander Pöllinger zusammen.
Bei der Forschungsgruppe der Charité führt man auch dynamische Messungen durch. Dabei wird das Kontrastmittel sehr schnell verabreicht und mittels optischem Tomographen wird dann ermittelt wie das Kontrastmittel am Tumor anflutet. „Das Kontrastmittel flutet in Tumorgewebe viel schneller an als bei gesundem“, berichtet Alexander Pöllinger.

Um solche Messungen machen zu können muss das System eine entsprechend hohe Bildrate haben. „Unser DYNOT-System (dynamischer optischer Tomograph) macht etwa zwei Bilder pro Sekunde und braucht bis zu mehreren Minuten für einen Brustscann. Mit dieser hohen Bildrate kann die Blutflussdynamik erfasst werden“, berichtet Dr. Christoph H. Schmitz Geschäftsführer von NIRx Medizintechnik GmbH über das von ihm entwickelte System. Das Ganze besitzt einen hohen dynamischen Messebereich und hat mit Lichtintensitäten über neun Größenordnungen keine Probleme.

In einer gemeinsamen Studie der Charité und PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) untersuchte man eine weitere Variante: die Fluoreszenzmammographie. Dr. Dirk Grosenick von der PTB: „Das in unserer Studie verwendete Kontrastmittel ICG wird innerhalb von etwa 10 Minuten aus dem Blut abgebaut. Im Bereich von Karzinomen sind die Kapillaren löchrig und das Kontrastmittelmolekül kann in das Tumorgewebe austreten. Dort ist es für einige Stunden nachweisbar.“ Durch die starke Bindung des ICG-Moleküls an Plasmaproteine des Bluts wirkt das Kontrastmittel als Makromolekül.

Dieser sperrige Verbund braucht relativ große Löcher in den Kapillaren, um austreten zu können, und im Bereich bösartiger Tumore ist dies gegeben. Gutartige Läsionen erzeugen zu kleine Kapillarlöcher für ICG, so dass sich hier Unterscheidungsmöglichkeiten ergeben. „Allerdings können auch Entzündungen zu einer erhöhten Durchlässigkeit von Kapillaren führen. Nun stellt sich die Frage, ob das ICG dort auch länger eingelagert wird, bemerkt Dirk Grosenick.

Fernziel Spektrographie?
Aber Forscher denken schon weiter: Huabei Jiang will – ähnlich wie bei der Analyse der Atmosphäre ferner Planeten – mit Spektrographie die Chemie der Brust detektieren für eine noch sicherere Diagnose. „Die zehn Wellenlängen aus dem Infrarot-Bereich zwischen 600 und 960 nm sind so gewählt, dass zum Beispiel jeweils nur durch sauerstoffangereichertes Hämoglobin, Wasser oder Lipide absorbiert werden“, so Huabei Jiang. Mit einem solchen System könnte auch der Erfolg einer Krebstherapie effizient überwacht werden. -Dr. Barbara Stumpp-