Photoakustische Bildgebung von Kopf-Hals-Tumoren

Krebs macht fast 30 % aller Todesfälle in England und Wales aus. Kopf-Hals-Krebs ist die achthäufigste Krebsart im Vereinigten Königreich, und in den letzten zehn Jahren sind die Inzidenz- und Sterblichkeitsraten um 24 % bzw. 14 % gestiegen. Plattenepithelkarzinom (SCC) oder eine Variante ist der häufigste histologische Typ bei diesen Krebsarten. Prognose und Therapie hängen grundsätzlich vom TNM-Stadium ab. Beispielsweise liegen die 1- und 3-Jahres-Überlebensraten für Patienten mit Mundhöhlenkrebs im Frühstadium (Stadium 1 und 2) bei etwa 90 % und 65 %; im Spätstadium der Erkrankung (Stadium 3 und 4) sinkt dieser Wert jedoch auf etwa 80 % bzw. 45 %. Patienten mit fortgeschrittener Erkrankung benötigen häufig eine aggressivere Behandlung wie präoperative (neo-adjuvante) Chemotherapie, Strahlentherapie oder beides; und benötigen in der Regel eine umfangreichere Operation / Strahlentherapie, wenn die endgültige Behandlung eingeleitet wird.

Die achte Ausgabe der TNM-Klassifikation bösartiger Tumore, die international vereinbarte Standards für das Stadieneinstufen von Krebs bietet, enthält jetzt die Invasionstiefe (DOI) von Mundkrebs für ein genaues T-Staging, wobei 5 mm die Grenze zwischen den Stadien 1 und 2 ist , und 10 mm der Grenzwert für die Krankheitsstadien 2 und 3. Das genaue Ausmaß des lokalen Wachstums bestimmt nicht nur, ob eine begrenzte lokale Resektion anstelle einer radikaleren Exzision erreicht werden kann oder nicht, sondern die DOI-Dimension, von der angenommen wird, dass sie die Nähe zu darunter liegenden Lymph- und Gefäßstrukturen widerspiegelt, ist ein guter Prädiktor der LN-Beteiligung. Wie beschrieben hängt die Überlebensrate bei diesen Patienten vom Stadium der Erkrankung ab, daher ist die Bildgebung ein entscheidender Faktor für die Prognose. Es gibt nur wenige Daten zur Zuverlässigkeit der radiologischen und klinischen Inszenierung von DOI sowie zur anschließenden Übereinstimmung dieser Messungen mit dem pathologischen, d. h. postoperativen DOI. Die Bildgebungsmodalität, die zur Beurteilung des T-Stadiums/DOI von Mundhöhlenkrebs verwendet wird, variiert je nach Präferenz des Zentrums zwischen US, CT und MRT. Kleine Studien zur Bewertung, wie genau jede dieser Bildgebungsmodalitäten bei der Bestimmung des DOI ist, wurden mit vielversprechenden Ergebnissen durchgeführt, sie sind jedoch begrenzt.

Einschränkungen beim radiologischen und klinischen Staging des Hals-LK sind ebenfalls bekannt, und die elektive Neck dissection (END), bei der die gesamte regionale LN-Gruppe reseziert wird, gilt immer noch als das genaueste diagnostische Verfahren für das N-Staging. Die gemeldete mittlere Inzidenz subklinischer okkulter Knotenmetastasen, die bei END bei Patienten mit Zungenkrebs im Frühstadium entdeckt wurden, liegt bei etwa 25 % – was bedeutet, dass diese durch konventionelle Bildgebung übersehen wurden. Dies ist jedoch eine invasive Operationstechnik mit erheblicher damit verbundener Morbidität, z. neuropathischen Schmerzen und eingeschränkter Schulterbewegung, und es besteht Unsicherheit darüber, ob es einen bedeutenden klinischen Nutzen gegenüber der Beobachtung bei Patienten im Frühstadium der Erkrankung bietet. Eine Alternative zur END bei radiologischen/klinischen N0-SCC der Mundhöhle ist die Sentinel-Lymphknotenbiopsie (SNLB), bei der die anfänglichen LN(s), in die ein Primärtumor abfließt, identifiziert und exzidiert werden, wodurch versucht wird, die chirurgische Dissektion einzuschränken. Trotzdem erfordert dies immer noch einen chirurgischen Eingriff mit den damit verbundenen Risiken, Kosten und Unannehmlichkeiten für den Patienten, ist nicht allgemein verfügbar und übersieht immer noch > 15 % der erkrankten Knoten.

Ein schneller und einfach zu handhabender, nicht-invasiver und gut verträglicher Test, der das lokale und regionale Krebs-Staging verbessern und dazu beitragen könnte, diese Bewertung zentrumsübergreifend zu standardisieren, wäre daher von großem klinischem Wert.

Die photoakustische Tomographie (PAT) ist eine relativ neue Technologie, die möglicherweise dazu beitragen kann, diese Anforderungen zu erfüllen. PAT beruht auf der Absorption von lasererzeugtem Licht bestimmter Wellenlängen (häufig im Infrarotspektrum) durch intrinsische Komponenten des abgebildeten Gewebes. Diese Absorption führt zur Emission von Ultraschallwellen, die ähnlich wie bei herkömmlichen Ultraschallgeräten zu Bildern rekonstruiert werden können. Durch Bildgebung bei mehreren Wellenlängen kann die Gewebeverteilung von Wasser, Lipiden und Hämoglobin (in roten Blutkörperchen und damit Blutgefäßen) mit extrem hoher Auflösung (~100 Mikrometer) abgebildet werden, was die Möglichkeit erhöht, dass PAT den kleinvolumigen Tumor darstellen kann bestehende Techniken können dies nicht.