Spektrale Diffusionsanalyse zur Detektion und Klassifizierung des Prostatakarzinoms

• Antragsteller: Professor Dr. Lars Schimmöller; Professor Dr. Hans-Jörg Wittsack
• Fachliche Zuordnung: Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497764939

Auch durch die großen Fortschritte in der funktionellen Magnetresonanztomographie (MRT) zur Diagnostik des Prostatakarzinoms (PCA) in den vergangenen Jahren kann weiterhin zur Klassifizierung und Graduierung des Prostatakarzinoms nicht auf die invasive und für den Patienten belastende Biopsie zur histologischen Diagnostik verzichtet werden. Um die Übertherapie klinisch nicht relevanter (nicht lebenslimitierender) Prostatakarzinome sowie die Zahl der Biopsien und damit die Belastung der Patienten sowie das Risiko für Komplikationen zu verringern, ist eine weitere Verbesserung der nicht-invasiven bildgebenden Diagnostik erstrebenswert. Neben der hochaufgelösten anatomischen Darstellung der Prostata wurden insbesondere funktionelle MRT-Methoden weiterentwickelt, die beispielsweise Informationen über die Kontrastmittelkinetik und Perfusion, die Diffusionseigenschaften oder über Stoffwechselsubstanzen im Prostatagewebe liefern. Das infiltrierende Wachstum des Prostatakarzinoms geht mit der mikrostrukturellen Veränderung des Gewebes auf Zellebene einher. Das gesunde Prostatagewebe mit Drüsenepithel, Muskelzellen und Bindegewebe wird durch das mikrostrukturell unterschiedliche Karzinomgewebe durchsetzt und verdrängt. Eine zunehmende Entdifferenzierung der Karzinomzellen bewirkt zunehmende mikrostrukturelle Unterschiede im histopathologischen Präparat, eingeteilt entsprechend der Konsensuskonferenz der Internationalen Gesellschaft für Urologische Pathologie (ISUP-Graduierungsgruppe; Gleason-Score, GS). Die Einteilung innerhalb des Graduierungssystems hat unmittelbare Konsequenzen für den jeweiligen Therapieansatz. Das Ziel des beantragten Projektes ist es, eine nicht-invasive und Kontrastmittel-freie, MRT-basierte Methode zu entwickeln und auf ihre Machbarkeit zu testen, die neuartige Aussagen über die mikroskopische Struktur des untersuchten Prostatagewebes zulässt. Insbesondere soll durch die zu entwickelnde spektrale Diffusionsanalyse eine zuverlässige Differenzierung von benignem Gewebe und PCA sowie potenziell eine bildbasierte Tumorgraduierung ermöglicht werden. Durch die Akquise spezieller diffusionsgewichteter MRT-Daten und einer nachgeschalteten Analyse mit multiexponentiellen Modellen, sollen Informationen über den mikrostrukturellen Aufbau und den Perfusionsstatus des Gewebes gewonnen und auf diagnostischen Zugewinn überprüft werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Peter Albers; Privatdozent Dr. Michael Quentin; Dr. Tim Ullrich