Verbesserte Methoden zur intraoperativen Bestimmung von Resektionsgrenzen in der onkologischen Brustchirurgie mittels Kegelstrahl-CT

• Antragsteller: Dr. Jakob Neubauer; Dr. Martin Peter Pichotka
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 534069778

Ziel des Projekts ist die Evaluierung und Optimierung von radiographischen und tomographischen Methoden für die intraoperative Analyse von Brustresektaten. Diese dient zur Kontrolle der vollständigen chirurgischen Entfernung von Mammal-Karzinomen, was eine wesentliche Voraussetzung für eine positive Patientenprognose ist. Eine frühere Studie der Antragsteller hat bereits gezeigt, dass CBCT (Cone-Beam Computer-Tomographie) gegenüber den bisher verwendeten Methoden DM (Digitale Mammographie) und DTS (Digitale Thomosynthese) eine bessere Resektionsrandbestimmung von Brustresektaten ermöglicht. Über den Umfang dieser Studie hinaus wird das vorgeschlagen Projekt eine umfassende Optimierung der Bildgebungsleistung beinhalten, sowie modernste Bildgebungshardware und neuartige Bildgebungsansätze einsetzen, mit dem Ziel, die räumliche Auflösung und Bildqualität zu erhöhen und den Dosisbedarf zu reduzieren. Darüber hinaus wird durch den Einsatz von Präzisionsschnitt-Histologie als Goldstandard eine sehr zuverlässige quantitative Evaluation der verwendeten Methoden ermöglicht. • Zusätzlich zu den klinischen DM- und Extremitäten-CBCT-Scannern, der bereits in der früheren Studie verwendet wurde, werden ein State-of-the-Art Mikro-CT sowie ein Mikro-CT auf Basis von Photonen-zählenden Detektoren (PCD) eingesetzt und ihre Leistung verglichen. Eine Optimierung von Scanprotokollen, Röntgenspektren und Volumenrekonstruktionsroutinen wird für alle Scanner separat durchgeführt, um deren volles Potenzial in dieser Anwendung auszuschöpfen. Ziel dieser Optimierung ist die Maximierung des Weichteilkontrasts und die Verbesserung der Erkennung von Mikroverkalkungen bei gleichzeitiger Minimierung von Rekonstruktionsartefakten, die die Erkennung von pathologischen Merkmalen behindern könnten. • Wir werden mechanisch über-abgetastete PCD-Bildgebung zur Erhöhung der räumlichen Auflösung in der Mammographie untersuchen. Vorläufige Messergebnisse zeigen, dass die von uns entwickelte Supersampling-Methode eine erhebliche Auflösungsverbesserung bei guter Dosiseffizienz ermöglicht. • Wir werden eine hybride Bildgebungsstrategie evaluieren, die durch Kombination von Scans mit verschiedener Auflösung eine zeit- und dosiseffiziente 3D-Erkennung von Mikroverkalkungen im Brustgewebe ermöglichen soll. Ein besonders hoher Leistungsgewinn ist hier bei dichtem Brustgewebe zu erwarten, wo der radiographische Kontrast von Mikroverkalkungen aufgrund von Überlagerungsphänomenen reduziert ist. • Eine verlässliche Grundlage für den Leistungsvergleich der untersuchten Bildgebungsansätze wird durch die Präzisionsschnitt-Histologie der chirurgischen Brustresektate geliefert. Auf dieser Grundlage können die untersuchten Methoden hinsichtlich Sensitivität, Spezifität und Präzision der Resektionsrandbestimmung quantitativ verglichen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Marco Reisert