HistoScanning

Die Idee die Ultraschallrohdaten computerbasiert auszuwerten wurde von der Firma AMD (Advanced Medical Diagnostics, Waterloo, Belgien) entwickelt und patentiert. Das erste Organ für das diese Methode zur Diagnostik zugelassen wurde ist die Prostata. Denmächst soll auch die Krebsfrüherkennung der weiblichen Brust sowie der Schilddrüse möglich sein. Zudem wird die Anwendung zur Erkennung von Ovarialzellkarzinomen derzeit evaluiert.
HistoScanning der Prostata ist ein Bildgebendes Verfahren, dass die Indikation zur Stanzbiopsie eingrenzen sowie eine indizierte Stanzbiopsie durchführen soll. Mittels dieser Methode soll gesundes von erkranktem und bösartigem Gewebe unterschieden werden. Das Verfahren basiert auf der computergestützen Auswertung von Ultraschallwellen, welche vom Prostatagewebe reflektiert werden.

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1 Technik

HistoScanning der Prostata ist eine Untersuchung mit Ultraschall. Dies ist in der Regel weder unangenehm noch schmerzhaft. Mithilfe eines kleinen Motors wird die in den Enddarm eingebrachte Schallsonde gleichmäßig von rechts nach links gedreht, insgesamt um 179°. Hierbei werden insgesamt 895 Radiofrequenz-Datensätze (RF) aufgezeichnet. Nur ein Bruchteil dieser Information wird verwendet, um das Graubild am Ultraschallgerät anzuzeigen. Für die HistoScanning Untersuchung werden jedoch alle RF-Datensätze an den HistoScanning Computer übermittelt (ca. 2,5 GB). Aus diesen Daten wird ein hochauflösendes 3D-Ultraschallbild der Prostata rekonstruiert.

2 Algorithmus

Das HistoScanning-System beruht auf einem speziell entwickelten Computerprogramm, das aus den original aufgenommenen Ultraschallwellen gutartiges von bösartigem Prostatagewebe zu unterscheiden weiß. Diese Information wird anschließend auf ein normales Ultraschallbild kennen gespiegelt. Verdächtige Bereiche werden rot markiert.

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Markierung tumorverdächtiger Areale‎ in der Prostata

Die Idee dahinter war, dass sich das Echo von Tumorzellen vom Echo anderer Gewebestrukturen der Prostata unterscheidet. Damit können spezifisch tumoröse Entartungen von anderen Gewebeveränderungen unterschieden werden, die beispielsweise die gleiche Dichte aufweisen.

Braeckman et al. ^[1] haben im BJUI detailliert den "Lernprozess" beschrieben.

Über Mappigtabellen wurde der pathologische Befund mit den Ultraschalldaten abgeglichen. Patienten mit Prostatakrebs wurden erst der HistoScanning-Untersuchung unterzogen. Anschließend wurde die radikale Prostataentfernung durchgeführt. Die Prostata wurde vom Pathologen in 3 mm-Schichten aufgearbeitet. Die tumorenthaltenden Areale wurden in ein Koordinatensystem übertragen. Im Weiteren wurde über eine Mapping-Korrelation der histologische Befund mit den korrespondierenden RF-Daten in Zusammenhang gebracht. Durch dieses Verfahren konnte HistoScanning ein für Prostatakrebs typisches Amplitudenmuster der RF-Daten erkennen lernen.

3 Ergebnisse

Bei einem Tumorvolumen ≥ 0,50 cm³ lag HistoScanning in 12/12 Läsionen dieser Größe richtig (Sensitivität), wobei 3 weitere Läsionen, die von HistoScanning als ≥ 0,50 cm³ ermittelt wurden, sich als kleiner herausstellten (0,42/0,46/0,47 cm³). Das Fehlen von Tumorvolumina wurde in 13/16 Fällen richtig erkannt (Spezifität). Der positive Vorhersagewert für das Nichtvorhandensein tumorverdächtiger Areale ≥ 0,50 cm³ war 12/15. Der negative Vorhersagewert für das Nichtvorhandensein tumorverdächtiger Areale ≥ 0,50 cm³ war 13/13. Die im HistoScanning prognostizierten Tumorgesamtvolumina korrelierten mit dem in der histopathologischen Auswertung ermittelten Tumorgesamtvolumen (Pearson-Koeffizient: r= 0,98, p < 0,001). Darüber hinaus konnte HistoScanning bei 14 Patienten zu 100% richtige Angaben bezüglich Multifokalität und Uni/Bilateralität der Tumorareale liefern ^[2]

Extraprostatisches Wachstum wurde in 3 von 4 Fällen richtig erkannt:

richtig positiv: 3 Patienten mit pT3a
falsch positiv: 1 Patient mit pT2b

4 Diskussion

Diese ersten Ergebnisse zeigten, dass relativ kleine Tumorherde in der Prostata korrekt von HistoScanning erkannt wurden. Ein Tumorvolumen ≥ 0,50 cm³ wurde in jedem Fall erkannt. Dem Tumorvolumen wird deshalb Bedeutung beigemessen, da dieses auf die klinische Signifikanz der Erkrankung hindeutet. Prostatatumore < 0,50 cm³ gelten als Tumore mit niedrigem malignem Potential und werden daher aller Wahrscheinlichkeit nach nur für einen sehr kleinen Teil der Männer klinisch relevant ^[3]. In den Studien handelt es sich um ein präselektioniertes Patientengut. HistoScanning ist noch nicht in einem Studiensetting erprobt worden, in dem die Aussagekraft der Untersuchungsmethode bezüglich der Diagnosestellung bewertet wird. Als Hauptanwendungsgebiet von HistoScanning kommt vermutlich die zielgerichtete Prostatastanzbiopsie in Betracht. Vorteil für den die Urologen ist das Verwenden der gleichen Bildgebung. Bei ultraschallgesteuerter Prostatastanzbiopsie fällt es leichter, die suspekten Areale auszumachen, wenn diese bereits in sonographisch-basierter sagittaler Schnittbilddiagnostik beschrieben wurden. Bei Patienten unter Active Surveillance könnte die Tumorvolumenbestimmung per HistoScanning als Grundlage dienen, diese Behandlung beizubehalten oder doch mit dem Patienten eine eventuelle operative Sanierung des Befundes anzustreben. HistoScanning kann zusätzlich für die Operationsplanung mit der Fragestellung eingesetzt werden, ob eine nervschonende Operation durchführbar erscheint. In der Brachytherapie könnte HistoScanning zu einer Verbesserung der fokalen Tumortherapie durch eine zielgenaue Seed-Applikation in die dargestellten Tumorherde führen.

5 Einzelnachweise

↑ Computer-aided ultrasonography (HistoScanning): a novel technology for locating and characterizing prostate cancer. Breakman et al; BJU Int. 2008 Feb;101(3):293-8. Epub 2007 Oct 8.
↑ The accuracy of transrectal ultrasonography supplemented with computer-aided ultrasonography for detecting small prostate cancers. Braeckman J, Autier P, Soviany C, Nir R, Nir D, Michielsen D, Treurnicht K, Jarmulowicz M, Bleiberg H, Govindaraju S, Emberton M. BJU Int. 2008 Dec;102(11):1560-5. Epub 2008 Aug 14.
↑ Nomogram use for the prediction of indolent prostate cancer: impact on screen-detected populations. Roemeling S, Roobol MJ, Kattan MW, van der Kwast TH, Steyerberg EW, Schröder FH. Cancer. 2007 Nov 15;110(10):2218-21.