Klareres Bild von Brustkrebs durch realistisches Modell

Die präzisen körperlichen und virtuellen anthropomorphen Modelle aus dem EU-finanzierten Projekt PHENOMENO sind entscheidend für die Entwicklung fortschrittlicher Bildgebungsverfahren zur Diagnose von Brustkrebs.

Gesundheit

Schätzungen zufolge wird 1 von 11 Frauen in der EU vor dem 74. Lebensjahr an Brustkrebs erkranken. Die Sterblichkeitsrate von Brustkrebs geht in den meisten EU-Ländern zwar zurück, es ist dennoch die tödlichste Krebsart für Frauen – es gibt also noch Raum für Verbesserung. „Eine der besten Möglichkeiten, krebsbedingte Todesfälle zu vermeiden, ist die Früherkennung. Das beginnt bei der Brustbildgebung“, sagt Kristina Bliznakova, eine Biomedizintechnikerin an der Medizinischen Universität Varna in Bulgarien. Doch bevor ein neues Verfahren zur Brustbildgebung eingesetzt werden kann, muss es umfangreiche Tests durchlaufen, um die Wirksamkeit und Sicherheit nachzuweisen. Aufgrund ethischer Erwägungen, Verordnungen und Kosten werden solche Versuche nicht an Menschen durchgeführt. Stattdessen verwenden Forschende körperliche und virtuelle Modelle von Brustgewebe. „Der Zugang zu realistischen und präzisen körperlichen und virtuellen anthropomorphen Brustmodellen ist eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Entwicklung von fortschrittlichen Bildgebungsverfahren“, ergänzt Bliznakova. Diese Modelle werden im EU-finanzierten Projekt PHENOMENO entwickelt.

Realistische Brustmodelle

In Zusammenarbeit mit Industriepartnern und Universitäten setzt das PHENOMENO-Team tatsächliche MRT-Bilder der Brust ein, um innovative virtuelle und körperliche Brustmodelle zu erstellen. „Damit das Modell so realistisch wie möglich ist, musste das Team umfangreiche Forschung zur Charakterisierung von Brustgewebe, zu Brustkompressionstechniken und dem Einsatz von Brustbildsimulationen durchführen“, erklärt Bliznakova. Das Projekt wurde über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützt, um unter anderem innovative Druckmaterialien und 3D-Druckverfahren für realistische Brustmodelle zu entwickeln. Laut Bliznakova sind die virtuellen und körperlichen Modelle jetzt bereit für Tests mit neuen röntgenbasierten Bildgebungsverfahren. „Wir haben ein anthropomorphes Brustmodell erstellt, das für Tests eines sehr vielversprechenden Mammographieverfahrens mit Kontrasten eingesetzt wird“, sagt sie.

Photonenzählung und künstliche Intelligenz

Durch den Einsatz für effiziente Tests fortschrittlicher Bildgebungsverfahren stellen die PHENOMENO-Modelle einen wichtigen Schritt dar, um die Häufigkeit und Auswirkungen von Brustkrebs zu reduzieren. Doch wie Bliznakova betont, steht noch viel Arbeit aus. „Durch die enge Zusammenarbeit mit den Projektpartnern können wir unsere Arbeit fortführen und die Brustmodelle weiterentwickeln“, berichtet sie. Die Forschenden arbeiten zum Beispiel an Brustmodellen mit Läsionen. Mit diesen Modellen wir ein neuer Mikro-CT-Scanner der Medizinischen Universität Varna getestet. Außerdem arbeiten mehrere der Projektpartner an einem fortschrittlichen Photonenzählungsdetektor. Eine andere Gruppe nutzt das Fachwissen zu künstlicher Intelligenz, um die Deutung der Brustbilder zu erleichtern. „Diese Arbeit fließt nicht nur in die Entwicklung fortschrittlicher Verfahren und Instrumente ein. Es entsteht auch eine Gemeinschaft hochqualifizierter Forschender mit den notwendigen Kompetenzen, die Brustkrebsdiagnostik voranzubringen“, schließt Bliznakova.