Mit Ultraschall gegen Lebertumore

21. März 2013, 09:41
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Die atmungsabhängige Bewegung der Leber macht es schwer, Krebszellen zu fokussieren

Mit Ultraschall lassen sich nicht nur Bilder aufnehmen, mittlerweile wird er von Medizinern auch zur Behandlung von Tumoren genutzt. Mit gebündelten Ultraschallwellen wird in den Organismus der Patienten gezielt, mit dem Ergebnis, dass Krebszellen auf über 60 Grad Celsius erhitzt und zerstört werden. Das gesunde Gewebe bleibt weitgehend ungeschädigt.

Bislang ist diese "fokussierte Ultraschalltherapie" nur für wenige Erkrankungen zugelassen, etwa zur Behandlung von Prostatakrebs und bestimmten Gebärmutter-Tumoren. Im Rahmen des EU-Projekts FUSIMO arbeiten MEVIS-Forscher daran, das Einsatzfeld des Verfahrens auf Organe wie die Leber zu erweitern. Zwei Jahre nach Projektstart, stellen sie nun erfolgversprechende Zwischenresultate vor.

Die Behandlung der Leber mit fokussiertem Ultraschall birgt ein Problem: Das Organ bewegt atmungsabhängig im Bauchraum auf und ab – und damit auch der zu behandelnde Tumor. Dadurch steigt die Gefahr, dass die Ultraschallwellen die Krebszellen verfehlen und das umgebende gesunde Gewebe zu stark erhitzt wird. Daher wurde das Verfahren bislang nur unter Vollnarkose getestet: Um den Tumor zu beschallen, wird die Beatmungsmaschine für einige Sekunden gestoppt, damit der Patient in absoluter Ruhe verharrt. Allerdings stellt jede Vollnarkose ein Risiko dar, 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.

Etappenziel erreicht

Experten haben eine Software erstellt, mit der sich eine Leber-OP per Ultraschall patientenindividuell simulieren lässt. Ausgangspunkt sind Daten eines Magnetresonanz-Tomographen, der 3D-Bilder aus dem Bauchraum des Patienten liefert und zusätzlich dessen Atembewegung erfasst.

Zu Beginn geben die Forscher ein, wann, wo und wie stark der Ultraschall aktiviert werden soll. Die entwickelte Simulation von Temperatur im Bauchraum verbindet zwei Entwicklungen miteinander: die Berechnung der Ultraschallausbreitung, sowie ein Modell für die Bewegung der Leber während der Atmung. Das Ergebnis ist eine "Temperaturkarte" des Bauchraums. Sie zeigt an, ob der sich bewegende Tumor stark genug erhitzt und das umliegende Gewebe verschont bleibt. Langfristig könnte die Software den Arzt bei der OP-Planung unterstützen und während der Therapie helfen, den Behandlungserfolg zu überwachen.

"Die fokussierte Ultraschalltherapie wird bereits häufig zur nicht-invasiven Tumorbehandlung eingesetzt, etwa bei Uterus-Fibroadenomen und Knochenmetastasen", erklärte Carlo Catalano, Chefradiologe der römischen La Sapienza-Universität kürzlich auf dem Europäischen Radiologenkongress in Wien. "Doch die Tumorbehandlung in bewegten Organen ist nach wie vor eine große Herausforderung." 

Magen, Niere und Duodenum

Im verbleibenden Projektjahr wollen die Experten die Software verfeinern und gemeinsam mit dem Institute for Medical Science and Technology IMSaT der Universität Dundee und der Universität La Sapienza mit Daten aus Experimenten abgleichen. Im Prinzip ließe sich das Verfahren auch auf andere Organe im Bauchraum anwenden, die sich beim Atmen bewegen und vom Ultraschall-Strahl schwer zu treffen sind – beispielsweise Magen, Niere oder Zwölffingerdarm.

Außerdem arbeiten die Fachleute an der Computersimulation eines "Medikamenten-Taxis". Das Prinzip: Ein Krebsmedikament, eingeschlossen in kleine Fettkügelchen, wird in den Blutkreislauf verabreicht. Der gebündelte Ultraschallstrahl fungiert hier als Schlüssel, der die Fettkügelchen gezielt im Tumor öffnet, etwa in der Leber. Dadurch ließe sich die Wirksamkeit des Medikaments steigern, schädliche Nebenwirkungen würden verringert. (red, derStandard.at, 21.3.2013)

  • Bei Prostatkarzinomen findet der Ultraschall bereits seine Anwendung.

    Bei Prostatkarzinomen findet der Ultraschall bereits seine Anwendung.

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