Eine Datenerhebungsstudie zur Bewertung eines neuartigen Infrarot-Brustbildgebungssystems zur Risikobewertung

Brustkrebs ist nach wie vor eine der häufigsten Krebstodesursachen bei Frauen, mit geschätzten 1 Million Neuerkrankungen und über 400.000 Todesfällen jährlich weltweit.

In den letzten Jahren wurden Verbesserungen der Überlebensrate jedoch einer früheren Diagnose durch nationale Screening-Programme und besseren Behandlungen zugeschrieben. Obwohl die Mammographie die wichtigste Screening-Modalität der Früherkennung war, sind ihre Einschränkungen, wie z. B. die Schwierigkeit bei der Interpretation von Mammogrammen für Frauen mit dichter Brust, allgemein anerkannt, und die Suche nach effektiveren Technologien zur Früherkennung hat erhöhte Aufmerksamkeit erhalten.

Frühere Studien zeigten, dass US (Ultraschall) mehr Brustkrebs erkennen kann, der in der Mammographie nicht zu sehen ist, insbesondere bei dichten Brüsten. Die Brust-US-Empfindlichkeit ist jedoch nicht sehr hoch und stark vom Bediener abhängig.

Im Gegensatz zum US ist die Brust-MRT hochempfindlich, wird jedoch nicht als Screening-Instrument für die allgemeine Bevölkerung verwendet. Die hohen Kosten der MRT, ihre relativ geringe Spezifität (wahre Negativrate), ihr Zeitaufwand und die Notwendigkeit eines intravenösen Kontrastmittels machen sie als Brust-Screening-Instrument für die allgemeine Bevölkerung ungeeignet.

Angesichts dieser Mängel wird die Verwendung der beschriebenen bestehenden Screening-Modalitäten, die auf anatomischer Bildgebung basieren, zu einigen Fehldiagnosen von Krebs führen, insbesondere bei Frauen mit dichtem Brustgewebe die aktuellen Modalitäten für Frauen.

Die Verwendung von Infrarotbildgebung zur Brustkrebsvorsorge ist ein ansprechendes Konzept, da sie nicht-invasiv ist, keine ionisierende Strahlung erfordert, keine Brustkompression erfordert und nicht von der Brustdichte beeinflusst wird. Infrarot-Bildgebung in Form von Thermographie wurde in der Vergangenheit mit begrenztem Erfolg für Brustkrebs-Screenings verwendet. Die Erfassung einer thermischen Asymmetrie zwischen Brüsten, die auf Krebsgewebe hindeuten kann, ist mühsam und ungenau, wenn temperaturkodierte Bilder untersucht werden. Darüber hinaus verursachen kleine fokale thermische Variationen zwischen den Brüsten häufige Fehldiagnosen.

Real Imaging entwickelte eine neue Infrarot-Bildgebungstechnologie namens 3D MIRA (Dreidimensionale funktionelle metabolische Bildgebung und Risikobewertung) unter Verwendung des medizinischen Geräts Real Imager 8 (RI8). Die MIRA-Technologie erzeugt dreidimensionale (3D) Infrarot (IR)-Stoffwechselkarten der Brust und wurde entwickelt, um eine effiziente, automatisierte Computeranalyse dieser Stoffwechselkarten zu ermöglichen.

Die metabolische Bildgebung erkennt Signaturen der Mikroumgebung des Krebses (z. B. Angiogenese). Eine Brust mit einem bösartigen Tumor verhält sich anders als eine gesunde Brust. In dieser Hinsicht hat der Brusttumor spezifische Signaturen auf der Oberfläche der Brust, selbst wenn der Tumor tief im Inneren eingebettet ist. Metabolische Bildgebung kann die Einschränkungen des derzeitigen Mammographie-Screenings für Frauen mit dichter Brust überwinden. Das Infrarotsignal enthält sowohl Informationen über anatomische Strukturen als auch über Stoffwechselvorgänge innerhalb der Brust.

Basierend auf diesen Infrarotsignalen kann die MIRA-Technologie eine objektive Risikobewertung für das Vorhandensein eines bösartigen Tumors liefern. Die Risikobewertung ist ein Index, der die Wahrscheinlichkeit darstellt, dass ein gegebener Bilddatensatz einen bösartigen Befund enthält. Die Indexskala reicht von -100 (normal) bis 100 (anormal). Das Risikomodell basiert auf dem Trainieren der Parameter auf einem Kalibrierungssatz von klinisch bekannten Fällen.

Der Real Imager 8.0 (RI8) besteht aus zwei optischen Köpfen, von denen jeder eine Infrarotkamera, eine Digitalkamera und einen Videoprojektor enthält. RI8 bietet eine nicht-invasive Methode für Metabolic Imaging and Risk Assessment (MIRA). Der RI8-Scan ermöglicht die Bestimmung des Risikos für bösartigen Brustkrebs, basierend auf der Bewertung mehrerer Stoffwechselparameter. Das Gerät bietet keine Diagnose oder Ortung von Krebs. Es bietet dem Arzt ein unterstützendes Instrument, um den Patienten zur weiteren bildgebenden Aufarbeitung zu führen, um den Tumor zu lokalisieren, zu diagnostizieren und zu charakterisieren.

Der Imaging-Prozess ist wie folgt:

Der Imager wird in einem Abstand von ca. 70 cm vom Probanden positioniert, der während der gesamten Untersuchung aufrecht sitzt. Diese Position wird während der gesamten Bildgebungssitzung beibehalten. Dem Bildgebungsprozess geht eine anfängliche Phase des Temperaturgleichgewichts voraus, während der der Patient in dem speziellen Bildgebungsraum sitzt, dessen Raumtemperatur auf 18–22 Grad Celsius eingestellt ist. Nach der Temperaturausgleichsphase wird eine kontinuierliche Infrarotbildgebung für einen Zeitraum von bis zu 7 Minuten aufgenommen. Zwei Minuten nach Beginn der Infrarotaufnahme wird ein metabolischer Belastungstest eingeleitet, indem der Patient kalte Handschuhe (0-5 Grad Celsius) trägt, die nach 1 Minute entfernt werden. Dies wird durchgeführt, um eine Vasokonstriktion in den Brustgefäßen zu erzeugen. Die gesamte Bildgebungssitzung dauert ungefähr 22 Minuten. Das Verfahren ist komfortabel, nicht-invasiv und emittiert oder beinhaltet keine ionisierende Strahlung.

Real Imaging entwickelt die Technologie kontinuierlich weiter, einschließlich Bilderfassungshardware und objektiver Analyse der bildgebenden Biomarker. Um diese neuartige metabolische Bildgebungstechnologie weiter zu verbessern und zu optimieren, wird Real Imaging ein verbessertes Bildgebungsgerät einführen.

Zu den Verbesserungen gegenüber dem zuvor genehmigten Prototypgerät gehören eine höhere Auflösung und Frequenz.

Daher müssen mehr Bildgebungsdaten gesammelt werden, um die Überlegenheit des neueren Geräts gegenüber dem vorherigen festzustellen.

Die Bildgebungsdaten werden nicht zur Beurteilung des klinischen Gesundheitszustands der Freiwilligen verwendet. Die während dieser Studie gesammelten Daten sind Teil der laufenden Forschungs- und Entwicklungsbemühungen von Real Imaging, die darauf abzielen, eine effektivere Screening-Modalität für Brustkrebs zu schaffen.

In diese Datenerhebungsstudie werden etwa 300 weibliche Probanden in der Breast Imaging Unit des Tel-Aviv Medical Center eingeschrieben. Die Risikobewertung von MIRA wird weder dem Arzt noch dem Probanden zur Verfügung gestellt.

Um die Fähigkeit von MIRA zu bewerten, gesunde Frauen von Frauen mit Brustkrebs zu klassifizieren, umfasst die Rekrutierung zwei Gruppen:

1. Screening-Gruppe – gesunde Frauen ohne Brustbefund bei früheren Screening-Untersuchungen
2. Gruppe vor der Biopsie – Frauen mit verdächtigen Befunden bei kürzlich durchgeführten Mammographie- und/oder US- und/oder MRT-Untersuchungen mit BI-RADS (Breast Imaging-Reporting and Data System) 4/5/6, die zur weiteren Untersuchung zur Biopsie einbestellt werden.

Geeignete rekrutierte Probanden, die eine Einverständniserklärung unterzeichnet haben, werden einer MIRA-Bildgebung unterzogen, bevor sie mit einem anderen konventionellen Bildgebungsverfahren abgebildet werden und, falls relevant, vor einer Brustbiopsie.

MIRAs Daten jedes einzelnen Patienten werden für Entwicklungszwecke verwendet. Die persönlichen, medizinischen, diagnostischen Untersuchungsinformationen und pathologischen Ergebnisse des Probanden werden in einem CRF (Fallberichtsformular) aufgezeichnet, das speziell für diese Studie entwickelt wurde. Die klinischen Informationen jedes Probanden werden weiterverfolgt, um die Ergebnisse von MIRA zu validieren.