Experimentelle Phasenkontrastbildgebung der Brust

Grandl, Susanne (2021): Experimentelle Phasenkontrastbildgebung der Brust. Habilitationsschrift, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Hintergrund: Während die konventionelle Röntgenbildgebung lediglich die Absorption (Schwächung) der Strahlung in Materie misst, erfasst die Phasenkontrastbildgebung zusätzlich simultan die Phasenverschiebung, die die elektromagnetischen Wellen beim Durchtritt durch Materie erfahren sowie die Kleinwinkelstreuung (entspricht dem sogenannten Dunkelfeldbild) im durchstrahlten Gewebe. Eine dreidimensionale Rekonstruktion analog zur konventionellen Computertomographie ist möglich. Ziel des Habilitationsprojektes war es, das Potential der Phasenkontrastbildgebung zur Anwendung in der Mammadiagnostik im Hinblick auf die Verbesserung des Weichgewebekontrasts und der verbesserten Tumordetektion (Teilgebiet 1: Phasenkontrast-Mammographie) sowie auf die maximale Auflösung von Weichgewebestrukturen mit der Möglichkeit der dreidimensionalen Rekonstruktion in Korrelation mit der Histologie mittels Phasenkontrast-Computertomographie (Teilgebiet 2: Phasenkontrast-Computertomographie) zu erforschen. Material und Methoden: Die Untersuchungen fanden ex-vivo an Brustabladaten und -exzidaten statt. Die akquirierten Bilder wurden mit der klinischen Bildgebung (Mammographie, Mamma-Sonographie, Mamma-MRT) und der Histologie als Goldstandard verglichen. Im Teilprojekt Phasenkontrast-Mammographie wurde die Darstellbarkeit von multifokalen Mikrokalk-besetzten Tumorherden untersucht und ein Fourier Fusionsalgorithmus zur intuitiven Betrachtung der Bilddatensätze etabliert. Im Teilprojekt Phasenkontrast-Computertomographie wurde im Rahmen einer Feasibility Studie die Anwendbarkeit der Phasenkontrast-Computertomographie am Brustgewebe an einer konventionellen Röntgenröhre untersucht. Weitere Teilprojekte befassten sich mit der Darstellbarkeit typischer Strukturen von Fibroadenomen und post-therapeutischen Veränderungen der Brust im Rahmen einer Chemotherapie. Ergebnisse: Die Phasenkontrast-Mammographie akquiriert in einer einzigen Messung drei verschiedene Datensätze: Das Phasenkontrastbild, das Absorptionsbild (vergleichbar mit dem konventionellen Röntgenbild) und das Dunkelfeldbild. Die Dunkelfeld-Radiographie stellt mikrokalkbesetzte Tumorherde kontrastreicher dar als die Standard-Mammographie, wobei die Größe der Mikroverkalkungen zum Teil unterhalb der Detektionsgrenze der konventionellen Mammographie lag. Die Phasenkontrast-Mammographie bildete Tumorausläufer kontrastreich ab, was für das operative Management von Bedeutung sein kann. Der im Rahmen des Habilitationsprojektes entwickelte intuitive Fusionsalgorithmus bietet die Möglichkeit die jeweiligen diagnostisch wertvollen Informationen der drei Datensätze in einem Bild zusammenzuführen, welches einer konventionellen Mammographie ähnelt bei allerdings deutlich verbesserter Darstellbarkeit diagnostisch relevanter Bildmerkmale. Die Phasenkontrast-CT ist in der Lage mit hoher Auflösung kleinste Strukturen kontrastreich abzubilden, die in der konventionellen CT nicht darstellbar sind, beispielsweise dilatierte Gänge, Fibrose-Areale und Binnenstrukturen von Fibroadenomen. Ausblick: Die Phasenkontrastmammographie liefert komplementäre Bildinformationen zur konventionellen Mammographie. Dabei bietet die Phasenkontrastbildgebung potentiell die Möglichkeit einer verbesserten diagnostischen Qualität bei gleicher Dosis bzw. einer Dosisreduktion bei gleicher Auflösung. Die Methode ist grundsätzlich auch auf die Tomosynthese anwendbar. Die Phasenkontrast-CT bietet ein dreidimensionales, nichtinvasives diagnostisches Zusatztool, mit dem ohne die vorhergehende Applikation von Kontrastmitteln in hoher Auflösung Gewebs-Binnenstrukturen akkurat dargestellt werden können. Im Rahmen einer ex-vivo Anwendung bietet die Phasenkontrast CT die Möglichkeit der ergänzenden Diagnostik im Rahmen der histopathologischen Befundung, um durch die damit verbundene 3D Darstellung beispielsweise eines Tumors diagnostisch relevante Bereiche innerhalb großer Tumoren zu identifizieren.

• Dokumententyp: Habilitationsschriften
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 2021