Mit Ultraschall-CT gegen Brustkrebs

Forschungszentrum Karlruhe: 3D-Aufnahmen mit zehnfach höherer Auflösung

Am Forschungszentrum Karlsruhe entsteht ein neuartiges Ultraschall-Computertomographie-System, das die Diagnose von Brustkrebs erheblich verbessern könnte. Das Verfahren liefert dreidimensionale und reproduzierbare Bilder von zehnfach höherer Auflösung als herkömmliche Ultraschallaufnahmen. In Kürze wird ein 3D-Demonstrator fertig gestellt, mit dem erste Untersuchungen am lebenden Gewebe durchgeführt werden können, berichtet das Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft.

Mit dem neuartigen System sind selbst haarfeine Strukturen kontraststark zu erkennen. In Versuchen wurden Objekte wie Strohhalme oder Nylonfäden in Gelatine eingebettet und mit dem Tomographen vermessen. „Dabei konnten selbst Strukturen von 0,1 Millimeter Größe und Zwischenräumen von 0,5 mm deutlich erkennbar gemacht werden“, berichtet der Projektleiter Rainer Stotzka. Besonders für jüngere Frauen könnte die Ultraschall-Computertomographie die Früherkennungsmethode der Zukunft werden, zeigen sich die Experten einig. Beim neuartigen Untersuchungssystem fallen nämlich auch die schädlichen Nebenwirkungen der Röntgen-Mammographie weg.

„Bei der Entwicklung des Ultraschall-Computertomographie-Systems vereinen wir innovative Konzepte aus Sensorik, Mikroelektronik, Hochleistungsrechnen und Algorithmenentwicklung“, beschreibt Leiter Hartmut Gemmeke, Leiter des Instituts für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE) des Forschungszentrums Karlsruhe, die interdisziplinäre Arbeit des Projekts. So wurde am Institut eine Fertigungstechnik für die preiswerte Herstellung Tausender miniaturisierter Ultraschallwandler entwickelt, wie sie für die Erzeugung dreidimensionaler Gewebebilder benötigt werden. Entwickelt und gefertigt werden am IPE auch die Steuerelektronik des Tomographen sowie ein Hochleistungsrechner mit mehreren Gigabyte pro Sekunde zur Weiterverarbeitung der großen Datenmengen.

Brustkrebs ist bei Frauen der westlichen Welt immer noch eine der häufigsten Karzinomformen. In 25 bis 30 Prozent der Fälle endet diese Art der Krebserkrankung tödlich. Von entscheidender Bedeutung für eine erfolgreiche Therapie ist das möglichst frühzeitige Erkennen bereits kleinster Gewebeveränderungen. Als Untersuchungsverfahren zur Brustkrebs-Diagnose haben sich bisher die Röntgen-Mammographie, die Ultraschall-Untersuchung und die Kernspinresonanz-Tomographie (MR-Tomographie) etabliert. Nachteile sind zum Teil die Nichterkennbarkeit von Gewebsveränderungen und die geringe räumliche Auflösung sowie die schädlichen Nebenwirkungen der Röntgen-Mammographie.