Entwicklung eines klinisch anwendbaren Matching-Tools zwischen MRT und Röntgen-Vergrößerungsaufnahmen für eine MRT-Matching-basierte stereotaktische Brustbiopsie

• Antragsteller: Dr. Torsten Hopp
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418685591

Ziel dieses D-A-CH-Antrages ist die Entwicklung und Etablierung einer neuartigen Methode zur Bildregistrierung (Matching) von Magnetresonanz-Tomographie (MRT) und röntgenbasierten Vergrößerungsaufnahmen der stereotaktischen Biopsie basierend auf einer präzisen Simulation der Biomechanik der weiblichen Brust. Diese Methode kann die Kosten der Abklärung von ausschließlich mittels MRT detektiert Brustläsionen um bis zu 50% reduzieren. Grundidee ist die Übertragung von MRT Informationen auf stereotaktische Biopsie-Planungsaufnahmen der Brust mit ausreichender Genauigkeit. Dies ermöglicht eine Mammographie-basierte Abklärung MRT-detektierter Läsionen, welche breiter verfügbar, kosten- und zeitsparender ist.Die Herausforderung eines solchen Matchings sind die Modellierung der erheblichen nicht-linearen Deformationen des Brustgewebes bei der mammographischen Kompression, die Berücksichtigung der patienten-spezifischen Variabilität des Kompressions-Prozesses durch individuelle Positionierung und die Registrierung der MRT-Informationen mit den Vergrößerungsaufnahmen der stereotaktischen Biopsie, die nicht die komplette Brust abbilden. Für eine genaue Vorhersage der Läsionsposition in diesen Aufnahmen und die Anwendbarkeit in einem klinischen Arbeitsablauf ist es essentiell die erforderliche Komplexität des biomechanischen Modells zu untersuchen um die nicht-linearen Deformationen bestmöglich zu berücksichtigen, gleichzeitig jedoch auch die klinischen Anforderungen des Anwendungsfalls hinsichtlich Genauigkeit und Rechenzeit zu identifizieren. Darüber hinaus müssen Einflussfaktoren (anatomische, klinische, biomechanische) auf die Genauigkeit untersucht werden um patientenspezifisch bedarfsgerechte Modelle für den klinischen Ablauf erstellen und auswählen zu können. Für dieses Projekt zu adressierende Forschungsfragen ergeben sich durch die Notwendigkeit patientenspezifischer biomechanischer Modelle, die für eine Simulation der Aufnahmebedingungen während der stereotaktischen Biopsie eingesetzt werden. Das Projekt untersucht die klinische Machbarkeit einer röntgenbasierten stereotaktischen Biopsie, die ausschließlich auf Basis eines MRT-Befundes geplant wird und die klinische Relevanz der Registrierungsgenauigkeit für eine solche Anwendung. Das Projekt soll in einer Methode münden, welche direkt in den klinischen Arbeitsablauf implementiert werden kann. Die beiden Forschungspartner KIT und MUW kombinieren langjährige Erfahrungen in technischen und klinischen Aspekten des Projektes. Das in diesem Antrag untersuchte Forschungsprojekt wird neue Einblicke in die klinische Anwendbarkeit von Bildregistrierungen der Brust bieten, eine potentielle Kostenersparnis um bis zu 50% für die Abklärung von MRI-Läsionen ermöglichen, die unzureichende Verfügbarkeit MRT-gezielter Interventionen adressieren und dadurch die Abklärungszeit von Patientinnen mit MRT-detektierten Herdbefunden reduzieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Kooperationspartner: Privatdozent Dr. Pascal Andreas Thomas Baltzer