Krebsbehandlung: Mit Ultraschall gegen Lebertumoren

21.03.2013

Foto: Leber

Forscher haben eine Software erstellt, mit der sich eine Leber-OP per Ultraschall patientenindividuell simulieren lässt; © panthermedia.net/
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Mit Ultraschall lassen sich nicht nur Bilder aus dem Körper aufnehmen, sondern auch Tumoren in der Prostata oder der Gebärmutter behandeln. In einem Projekt arbeiten Fraunhofer MEVIS-Forscher daran, das Einsatzfeld des Verfahrens auf Organe wie die Leber zu erweitern, die sich mit der Atmung im Bauchraum bewegen.

Will man die Leber mit fokussiertem Ultraschall behandeln, stößt man auf ein gravierendes Problem: Das Organ bewegt sich mit der Atmung auf und ab – und damit auch der zu behandelnde Tumor. Dadurch steigt die Gefahr, dass der Ultraschallstrahl die Krebszellen verfehlt und das umgebende gesunde Gewebe zu stark erhitzt. Deshalb haben Forscher das Verfahren bislang nur bei Patienten unter Vollnarkose getestet: Um den Tumor zu beschallen, halten sie die Beatmungsmaschine für einige Sekunden an, damit der Patient in absoluter Ruhe verharrt. Allerdings stellt jede Vollnarkose ein Risiko dar und belastet den Patienten, was den großen Vorteil der fokussierten Ultraschalltherapie – die Nicht-Invasivität – schmälert.

Aus diesem Grund verfolgt das EU-Projekt FUSIMO eine andere Strategie: Gelingt es, die Ultraschall-Behandlung der sich bewegenden Leber realitätsnah per Computersimulation zu berechnen, würde die Möglichkeit näher rücken, das Organ auch ohne Vollnarkose beschallen zu können. Dazu würde man den Ultraschallstrahl entweder nur dann einschalten, wenn der Tumor sich gerade durch den Brennpunkt bewegt. Oder man könnte den Strahl so nachführen, dass er das sich bewegende Geschwür stets im Visier hat. FUSIMO erarbeitet die grundlegende Software für diese Vision.

Zwei Jahre nach Projektbeginn ist nun ein wichtiges Etappenziel erreicht: Die Experten haben eine Software erstellt, mit der sich eine Leber-OP per Ultraschall patientenindividuell simulieren lässt. Ausgangspunkt sind die Daten eines Magnetresonanz-Tomographen, der 3D-Bilder aus dem Bauchraum des Patienten liefert und zusätzlich dessen Atembewegung erfasst.

Auf der Basis dieses Datensatzes lässt sich der Ultraschall-Eingriff mit der FUSIMO-Software simulieren: Zu Beginn geben die Forscher ein, wann, wo und wie stark der Ultraschall aktiviert werden soll. Die von Fraunhofer MEVIS entwickelte Simulation der Temperatur im Bauchraum verbindet zwei Entwicklungen miteinander: die Berechnung der Ultraschallausbreitung durch die israelische Firma InSightec Ltd sowie ein Modell für die Bewegung der Leber während der Atmung, entstanden im „Computer Vision Labor“ der ETH Zürich. Das Ergebnis ist eine „Temperaturkarte“ des Bauchraums. Sie zeigt an, ob der sich bewegende Tumor stark genug erhitzt wurde und das umliegende Gewebe verschont blieb. Ist das Ergebnis nicht optimal, lässt sich die Simulation mit anderen Parametern wiederholen. Langfristig könnte die Software den Arzt bei der OP-Planung unterstützen und während der Therapie helfen, den Behandlungserfolg zu überwachen.

MEDICA.de; Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft