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3-D-Darstellung des Drüsengewebeanteils.
(Fotos: Institut)
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Jährlich erkranken rund 55.000 Frauen an Brustkrebs, 17 592 Patientinnen kostete die Krankheit im Jahr 2004 das Leben. Dass die Chance auf Heilung umso höher ist, je früher ein Tumor erkannt wird, ist bekannt. Daher betreibt das Bundesgesundheitsministerium derzeit den Aufbau eines flächendeckenden Mammographie-Screenings. Es soll einmal alle Frauen zwischen 50 und 69 Jahren erfassen, auch wenn diese noch keine Symptome zeigen beziehungsweise ein Knoten noch zu klein ist, um vom Arzt oder der Frau selbst bemerkt zu werden.
Die Bilder, die man bei einer Mammographie erhält, visualisieren den Brustaufbau aus Drüsen-, Fett- und Bindegewebe. Frühere Untersuchungen zeigten, dass ein erhöhtes Karzinom-Risiko besteht, wenn die Brust eine Vergrößerung beziehungsweise Veränderung des Drüsengewebes aufweist. Dabei rückt ein lange Zeit vorrangig als Hindernis für die Bildqualität diskutierter Faktor zunehmend auch als Ursache für die Krebsentstehung in den Blickpunkt: die so genannte Brustdichte. Diese beschreibt den Prozentsatz des Brustbereichs mit dichter Struktur, der durch die so genannten Wolfe-Kategorien, benannt nach dem Arzt John N. Wolfe, klassifiziert wird. Zwar ist die Dichte nur ein Risikofaktor unter vielen. „Er hat jedoch den Vorteil, dass man ihn quantitativ bestimmen kann“, sagt Constanza Lampasona.
Bisherige Berechnungsmethoden ermittelten den Prozentsatz des Drüsengewebes aus zweidimensionaler Sicht. „Dies berücksichtigt allerdings nur einen Teil des dreidimensionalen Phänomens“, erklärt die aus Argentinien stammende Informatikerin. So können Frauen mit einer großen Brust zwar eine große Menge an Drüsengewebe, aber nur eine geringe Brustdichte haben. Andererseits liegt bei Frauen mit einer kleinen Brust und wenig Drüsengewebe unter Umständen eine hohe Brustdichte vor.
Um solche Eigenwilligkeiten der Natur besser erfassen zu können, betrachtet Lampasona, die sich als Stipendiatin der Heinrich-Böll-Stiftung bei Prof. Dieter Roller promoviert, die Brustzusammensetzung als eine dreidimensionale mammographische Dichte. Gemeint ist damit der Anteil des Bildes, der bei einer Röntgenaufnahme mit strahlenundurchlässigem, also dichtem Gewebe besetzt ist. Gesucht sind letztendlich die Mengenanteile unterschiedlicher Gewebe in einem radiographischen Bild, die der tatsächlichen Zusammensetzung der Brust entsprechen.
Visualisierung vereinfacht Identifikation der Dichtezonen
Damit die Patientenaufnahmen über die Jahre hinweg verglichen werden können, müssen die Röntgenbilder zunächst in eine standardisierte Darstellung konvertiert werden. Hierzu entwickelte Lampasona im Rahmen des Projekts eine Methode, die es ermöglicht, die Entstehung und Bedeutung der verschiedenen Graustufen eines Bildes zu interpretieren und Rückschlüsse auf die Kombination der Gewebe zu ziehen. Sie basiert auf dem exponentiellen Schwächungsgesetz. Dieses beschreibt physikalisch, wie die Photonen, aus denen die Röntgenstrahlen bestehen, während der Aufnahme absorbiert werden. Des Weiteren wird das Bild in seine konstituierenden Teile (Brust, Brustmuskel und Hintergrund) segmentiert und der Brustrand als Luftlinie zwischen Brust und Hintergrund markiert. Auf dieser Basis können die Bilder in eine Standarddarstellung umgewandelt werden. Um die Diagnose zu vereinfachen, werden die Daten visualisiert. Dabei werden die Bereiche je nach ihrem Anteil an Drüsengewebe unterschiedlich eingefärbt. Bei entsprechender Farbwahl kann der Arzt auf einen Blick die dichteren Zonen identifizieren und der Vergleich von Bildern wird vereinfacht.
Constanza Lampasona und ihre Kollegen möchten den Prototyp jetzt möglichst bald mit neuen Bildern testen. Die Software kann in einem PC benutzt werden, könnte aber auch in einem der Aufnahmegeräte integriert werden.
amg
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