Brustkrebs besser aufspüren mit neuer Ultraschall-Methode

ZÜRICH. Die Ultraschalldiagnostik ist eines der drei wichtigsten in der Medizin eingesetzten, bildgebenden Verfahren.

Sie ist kompakter und kostengünstiger als die Magnetresonanztomographie (MRT) und sicherer als Röntgenaufnahmen, ihre Bilder sind allerdings nicht immer leicht zu interpretieren, heißt es in einer Mitteilung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich, kurz ETH Zürich.

Forscher der ETH Zürich haben nun im Rahmen eines vom Schweizerischen Nationalfonds geförderten Projekts ein neuartiges Ultraschallverfahren entwickelt, das auf der Geschwindigkeit des reflektierten Schalls basiert.

Ihr Prototyp hat sich in ersten klinischen Tests als sehr vielversprechend für die Diagnostik des Mammakarzinoms erwiesen (Physics in Medicine and Biology 2018; 63(21): 215015).

Schallgeschwindigkeit im Fokus

Eine Ultraschallsonde generiert ja Schallwellen, die den Körper durchdringen und von den Organen und Geweben aufgrund deren unterschiedlicher Dichte jeweils anders reflektiert werden.

Das Gerät erstellt anhand dieses „Echos“ ein dreidimensionales Bild: ein „Echogramm“ – besser bekannt als Ultraschallbild, erinnert die ETH Zürich.

Herkömmliche Geräte messen die Intensität der reflektierten Ultraschallwellen. Die Forscher der ETH Zürich erfassen jedoch einen anderen Parameter: die Dauer des Echos.

Die Bilder aus dem neuen Verfahren sind kontrastreicher und könnten somit die Krebsdiagnostik verbessern. So lässt sich nicht nur feststellen, ob ein Tumor vorliegt, sondern auch, ob dieser gut- oder bösartig ist, heißt es in der Mitteilung.

Diese Innovation beruht auf einem einfachen Prinzip: Die Geschwindigkeit des Echos ist abhängig von der Dichte und der Festigkeit des jeweiligen Gewebes. Tumore, vor allem Krebsgeschwüre, sind fester als das sie umgebende gesunde Gewebe.

Der Ultraschall bewegt sich drei Prozent schneller durch bösartige Tumore als durch gesundes Gewebe. Bei gutartigen Tumoren beträgt diese Rate immerhin noch rund 1,5 Prozent.

Die Leistung des von den Züricher Forschern entwickelten Prototypen in der Brustkrebsdiagnostik wurde in klinischen Tests nachgewiesen.

„Wir wollen den Ärzten die Entscheidungen, die sie im Rahmen von Routineuntersuchungen treffen müssen, erleichtern und unnötige Biopsien vermeiden“, wird Orçun Göksel, Assistenzprofessor an der ETH Zürich und Leiter der Studie, in der Mitteilung zitiert. „Anders als beim herkömmlichen Ultraschall lassen sich unsere Bilder viel einfacher deuten.“

Neue Software genügt

Das Verfahren eignet sich für Geräte aller Art, da die zentrale Innovation in der Verarbeitung der Daten liegt.

Eine Vorrichtung, welche die Geschwindigkeit der Schallausbreitung misst, ist seit Kurzem auf dem Markt, heißt es in der Mitteilung. Sie benötigt aber eine aufwendige und kostspielige Infrastruktur, da der zu untersuchende Körperteil in entgastes Wasser getaucht werden muss.

„Der Ultraschall ist so erfolgreich, weil er ungefährlich und handlich ist und weil er geringe Kosten verursacht“, sagt Göksel. „Jede Praxis kann sich ein solches Handgerät mit einem kompakten Schallkopf leisten.

Unsere Technik bietet all diese Vorteile, jedoch ohne den größten Nachteil des konventionellen Ultraschalls – die Bildqualität –, was in vielen Fällen immer noch ein Problem für die Diagnose darstellt.“

Klinische Tests

Das Team um Göksel macht klinische Tests, vor allem an Patienten mit Leberproblemen oder bestimmten altersbedingten Muskelerkrankungen, die oftmals mit einer Verhärtung des Gewebes einhergehen. Da das zum Patent angemeldete Verfahren nur minimale Anpassungen der existierenden Ultraschallgeräte erfordert, könnte es sich laut Göksel rasch im Markt durchsetzen.

„Dank dem Innosuisse-Förderbeitrag, entwickeln wir gegenwärtig ein System, das auf Knopfdruck funktioniert und hoffentlich einmal im Spitalalltag eingesetzt wird.“

Die Forschung wurde vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) und durch eine Pioneer Fellowship der ETH Zürich gefördert. (eb/ikr)