Radiomics basierend auf MRT und Aminosäure PET in der Neuroonkologie

• Antragsteller: Professor Dr. Norbert Galldiks; Privatdozent Dr. Philipp Lohmann
• Fachliche Zuordnung: Radiologie ; Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428090865

Metabolische Bildgebungsverfahren wie die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) charakterisieren metabolische und zelluläre Merkmale von Gliomen, die über die strukturelle Magnetresonanztomographie (MRT) hinaus klinisch relevante Informationen liefern. In den letzten Jahren hat sich die Aminosäure-PET zu einem wichtigen Diagnoseverfahren entwickelt, das einige der Unzulänglichkeiten der MRT ausgleichen kann. Auch der Stellenwert von Radiomics wurde für verschiedene klinische Anwendungen bei Patienten mit Hirntumoren untersucht, z.B. für die nichtinvasive Bestimmung relevanter molekularer Marker. Gegenwärtig basieren die meisten dieser Studien auf MRT-Datensätzen. Es existieren jedoch nur wenige Arbeiten, die das Potenzial von Aminosäure-PET Radiomics untersucht haben. Es wurde gezeigt, dass Aminosäure-PET Radiomics wertvolle zusätzliche diagnostische Informationen liefert, die über die Informationen hinausgehen, die MRT Radiomics oder die traditionelle klinische Diagnostik allein liefern. Das erste Ziel des geplanten Projektes ist die Entwicklung und Bewertung einer automatisierten und objektiven Bewertung des Therapieansprechens auf Grundlage von Aminosäure-PET/MRT und Radiomics bei Patienten mit Hirntumoren. Derzeit basiert die Beurteilung des Therapieansprechens hauptsächlich auf der manuellen Auswertung der kontrastverstärkten MRT. Die Hinzunahme von Aminosäure-PET scheint jedoch besonders in klinisch schwierigen Situationen hilfreich zu sein, z.B. bei der Beurteilung nicht-anreichernder Läsionen sowie bei der Diagnose behandlungsbedingter Veränderungen und Tumorprogression. Außerdem wurde das Potenzial von Radiomics für die Beurteilung des Therapieansprechens bislang nicht untersucht. Daher wäre eine vollautomatische, objektive Bewertung des Therapieansprechens basierend auf Aminosäure-PET/MRT und Radiomics von hoher klinischer Relevanz. Das zweite Ziel des Forschungsprojekts besteht im Aufbau der ersten öffentlichen Datenbank von Aminosäure-PET/MRT von Hirntumorpatienten. Radiomics profitiert von großen Mengen an bildgebenden, histomolekularen und klinischen Daten. In der Neuroonkologie ist die Zahl der verfügbaren Datensätze jedoch gering, was die Entwicklung robuster und zuverlässiger Radiomics-Modelle zu einer besonderen Herausforderung macht. Durch die Nutzung öffentlicher Datenbanken können diese Einschränkungen teilweise überwunden werden. Bislang gibt es keine solche Datenbank für Aminosäure-PET, insbesondere nicht für Hybrid PET/MRT von Hirntumorpatienten. Der dritte Schwerpunkt unseres Projekts ist die Korrelation lokaler Radiomics Features mit der zugrundeliegenden Tumorbiologie. Hierzu sollen lokale histomolekulare Daten aus stereotaktischen Serienbiopsien mit präoperativer Aminosäure-PET/MRT und lokalen Radiomics Feature Maps räumlich korreliert werden. Die Ergebnisse könnten Erkenntnisse über die biologische Bedeutung von Radiomics liefern und möglicherweise die Akzeptanz und eine erfolgreiche klinische Umsetzung fördern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2177: Radiomics: Nächste Generation der Medizinischen Bildgebung