Integration von Bildgebungstechniken zur Diagnose von Lungenkrebs

Lungenkrebs ist ein ernstes Gesundheitsproblem und zählt zu den häufigsten Ursachen für krebsbedingte Todesfälle weltweit. 2020 machte er 18% aller krebsbezogenen Todesfälle aus. Es ist super wichtig, Lungenkrebs früh zu erkennen, denn wenn er in einem frühen Stadium behandelt wird, gibt's eine Chance auf Heilung. Um den Ärzten zu helfen, zu entscheiden, wer mit kurativen Methoden behandelt werden kann, kommen bildgebende Tests wie die Computertomographie (CT) und Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zum Einsatz. Diese Tests helfen Ärzten, die Grösse und Merkmale des Tumors zu bestimmen, ob benachbarte Lymphknoten betroffen sind und ob sich der Krebs auf andere Körperteile ausgebreitet hat. Sobald die Bildgebung abgeschlossen ist, müssen die Ärzte ihre Befunde mit einer Gewebeprobe bestätigen, um eine Diagnose zu stellen und genau zu beurteilen, wie weit der Krebs fortgeschritten ist.

#Bedeutung von bildgebenden Tests

Eine der besten Methoden, um Lymphknoten zu untersuchen, die möglicherweise vom Krebs betroffen sind, ist ein Verfahren namens endobronchiale Ultraschall-Bronchoskopie (EBUS). Diese fortschrittliche Methode ermöglicht es Ärzten, Lymphknoten in Bereichen der Lunge zu sehen und zu bewerten, die problematisch sein könnten. Es wird besonders für Patienten mit grösseren Tumoren empfohlen oder wenn die Scans Anzeichen einer Beteiligung der Lymphknoten zeigen. Das liegt daran, dass Standard-Scans manchmal die Beteiligung an Lymphknoten übersehen können.

Studien haben gezeigt, dass die Anwendung von EBUS die Genauigkeit bei der Diagnostik der Lymphknotenbeteiligung um etwa 6% verbessern kann, in Fällen, in denen Standard-Bildgebungstests entweder eine Beteiligung oder gar keine Beteiligung anzeigen.

Während des EBUS-Verfahrens verwenden die Ärzte ein spezielles Bronchoskop, das kleine Proben aus den Lymphknoten entnehmen kann. Die aktuellen Richtlinien empfehlen, dass Ärzte bei der Untersuchung eines Patienten auf Lungenkrebs Lymphknoten schon ab einer Grösse von 5 mm anstechen sollten. Um sicherzustellen, dass genug Gewebe gesammelt wird, führen die Ärzte normalerweise mindestens drei Nadelaspirationen durch, sogar mehr, wenn nötig, um genügend Material für weitere Tests zu sammeln. Studien zeigen, dass die Durchführung von drei Aspirationen 97% der Zeit eine Krebsbeteiligung in den Lymphknoten genau ausschliessen kann.

#Einschränkungen von EBUS

Obwohl EBUS ein wertvolles Werkzeug ist, hat es einige Einschränkungen. Der Erfolg des Verfahrens kann von der Erfahrung des Bedieners und dessen Vertrautheit mit der Anatomie des untersuchten Gebiets abhängen. Der Bediener muss verstehen, wie man die Bilder der CT-Scans dreidimensional visualisiert.

Während des Verfahrens verlässt sich der Arzt zuerst auf Videoanleitungen, um die Lymphknoten zu lokalisieren, gefolgt von Ultraschall, um klarere Bilder zu erhalten. Allerdings kann die Ultraschallansicht aufgrund technischer Herausforderungen eingeschränkt sein, wie einem engen Scanwinkel und manchmal unklaren Bildern, die durch Artefakte verursacht werden. Ausserdem kann es nach der Entnahme einer Probe aus einem Lymphknoten schwierig sein, die Nadel genau neu zu positionieren, da Blut oder Schleim die Sicht behindern können.

#Fortschritte in den Navigationstechniken

Die elektromagnetische Navigationsbronchoskopie (ENB) ist eine Technik, die in den letzten Jahren an Aufmerksamkeit gewonnen hat. Sie wurde erstmals 2006 erfolgreich an Menschen getestet. Mit dieser Methode können Ärzte auf Lungenläsionen zugreifen, die schwer zu erreichen sind. In einer Studie wurde sogar ein modifiziertes ENB-System vorgestellt, um Lymphknoten zu untersuchen, die auch mit EBUS erreichbar sind.

Die Kombination von ENB mit EBUS soll die Einschränkungen im Zusammenhang mit Videoanleitungen überwinden. In diesem Ansatz wird ein elektromagnetischer Tracking-Sensor an das EBUS-Bronchoskop angebracht. Ein neues 3D-gedrucktes Gerät wurde entwickelt, um diesen Sensor anzubringen. Dieses Gerät wurde jedoch bis jetzt nicht an Patienten getestet.

#Studienübersicht

Diese Studie stellt ein neues Setup für das EM-Tracking vor, einschliesslich eines Kalibrierungsprozesses vor dem Verfahren, um sicherzustellen, dass der Tracking-Sensor mit den Ultraschallbildern übereinstimmt. Ziel der Studie war es, eine Echtzeit-Integration von PET-CT-Daten während der EBUS-Bronchoskopie zu ermöglichen. Das bedeutet, dass die Ärzte während des Verfahrens sehen können, welche Lymphknoten vom Krebs betroffen sind.

#Patientenauswahl und Setup

Die Studie war so konzipiert, dass erwachsene Patienten über 18 Jahre, bei denen der Verdacht auf Lungenkrebs bestand, einbezogen wurden. Die Patienten wurden zur thorakalen Abteilung zur weiteren Untersuchung überwiesen. Alle Patienten haben dem Study-Teil zugestimmt. Die Studie erhielt die Genehmigung eines Ethikkomitees.

Das verwendete ENB-System basierte auf einer Open-Source-Forschungsplattform. Die präoperativen Bilddaten wurden verarbeitet, um genaue und klare Bilder der Atemwege und Lymphknoten sicherzustellen. Der Tracking-Sensor wurde am Bronchoskop angebracht, um die Navigation zu erleichtern.

#Verfahren und Ausrüstung

Die Bronchoskopie beinhaltete verschiedene Arten von Geräten, darunter Ultraschallprozessoren und eine Videoverarbeitungseinheit. Der Tracking-Sensor wurde kalibriert, um eine genaue Verfolgung während des Verfahrens sicherzustellen. Während der Bronchoskopie wurden sowohl präoperative als auch Echtzeitbilder angezeigt, damit der Arzt effektiv navigieren konnte.

Vor der EBUS durchliefen alle eingeschlossenen Patienten ein PET-CT-Scannen als Teil des Diagnostikprozesses. Ein hochauflösender CT-Scan wurde im Voraus durchgeführt, um die Klarheit der Bilder in Kombination mit den PET-Daten sicherzustellen.

#Ergebnisse

In der Studie wurden drei Patienten eingeschlossen, die Symptome von Lungenkrebs zeigten. Die Bilddaten wurden während des Verfahrens verarbeitet und angezeigt. Alle Lymphknoten wurden genau segmentiert, bis auf einen. Die Zeit zwischen Bildgebung und dem eigentlichen EBUS-Verfahren lag zwischen 6 und 29 Tagen.

Während der Verfahren sammelten die Ärzte erfolgreich Proben aus den Lymphknoten, und die Ergebnisse zeigten das Vorhandensein von bösartigen Zellen bei zwei von drei Patienten. Die Bronchoskopie dauerte zwischen 20 und 25 Minuten, und alle wurden ohne Komplikationen wie übermässige Blutungen oder Infektionen durchgeführt.

#Genauigkeit des Navigationssystems

Nach den Verfahren wurde die Genauigkeit des Navigationssystems gemessen, indem die Ultraschallaufzeichnungen mit ihren entsprechenden Punkten auf der CT-Karte verglichen wurden. Die mediane Genauigkeit lag bei etwa 7,7 mm, mit einem Bereich von 3,3 mm bis 15,3 mm. Diese Leistung ist mit anderen Studien in diesem Bereich vergleichbar.

#Fazit

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Integration von PET-Bildgebung mit EBUS in einem multimodalen Setup helfen kann, die Stadieneinteilung der Lymphknoten bei Lungenkrebspatienten zu verbessern. Dieser Ansatz ermöglicht es Ärzten, in Echtzeit besser zu erkennen, welche Lymphknoten vom Krebs betroffen sind. Die Ergebnisse legen nahe, dass dieses Navigationssystem letztendlich die Wirksamkeit der Bronchoskopieverfahren verbessern könnte.

Zukünftige Forschungen könnten sich darauf konzentrieren, die Technologie weiter zu verbessern, einschliesslich maschinellem Lernen, um die Stationen der Lymphknoten während EBUS besser zu identifizieren. Insgesamt unterstützt diese Studie die Idee, dass die Integration von Bildgebungstechnologie zu besseren Ergebnissen bei der Diagnose und Behandlung von Lungenkrebs führen kann.