Schallwellen
Fokussierter Ultraschall auch gegen Lebertumoren?
Mit einem gebündelten Ultraschall wollen Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft Krebserkrankungen wie Lebertumoren – bei denen sich eine Ultraschall- Therapie bisher nur wenig eignete – behandeln.
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Fokussierter Ultraschall auch bei Tumoren in Organen, die sich beim Atmen bewegen, etwa die der Leber?
© Fraunhofer MEVIS
BREMEN. Gebündelter Ultraschall kann Tumorzellen effektiv zerstören. Bislang lässt sich diese Methode jedoch nur bei Organen wie Prostata und Gebärmutter anwenden.
Beim Europäischen Radiologenkongress ECR stellten Forscher vom Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin in Bremen nun ein im EU-Projekt Trans-Fusimo entwickeltes Verfahren vor, mit dem per fokussiertem Ultraschall auch ein Organ behandelt werden kann, das sich mit der Atmung bewegt – die Leber.
Damit könnten manche Lebertumoren künftig schonender als bislang therapiert werden, wie die Fraunhofer-Gesellschaft berichtet.
Luft anhalten oder Vollnarkose
Seit langem dient Ultraschall ja als Diagnoseverfahren. Relativ neu dagegen ist sein Einsatz zu therapeutischen Zwecken. Dabei werden die Schallwellen so stark gebündelt, dass sie erkranktes Gewebe – vor allem Tumorzellen – regelrecht veröden und damit unschädlich machen. Aus Patientensicht besitzt der fokussierte Ultraschall mehrere Vorteile: Die Behandlung läuft komplett nicht-invasiv und ohne Narkose ab, zudem gibt es keine Operationswunden.
Allerdings ist das Verfahren bislang nur für wenige Indikationen zugelassen, etwa für die Behandlung von Prostatakrebs, Knochenmetastasen und Gebärmuttermyomen. Zur Therapie von Organen, die sich mit der Atmung bewegen, ist die Methode bisher nur ansatzweise geeignet: Der Patient müsste dafür die Luft anhalten oder in Vollnarkose versetzt werden, damit die Ärzte die Atmung gezielt kontrollieren können.
Die Fraunhofer-Forscher verfolgen einen anderen Weg: Sie führen den Ultraschallstrahl der Leber in ihrer Bewegung nach. Dadurch soll der Tumor effektiv getroffen und gleichzeitig das umliegende Gewebe verschont werden.
Die Basistechnologie für die neue Methode haben die Forscher nun entwickelt: Der Patient liegt dabei während der Behandlung in einem MR-Scanner. Dieser liefert jede Zehntelsekunde ein Bild von der augenblicklichen Lage der Leber.
Gleichzeitig befindet sich auf dem Bauch des Patienten der Schallgeber – eine Scheibe bestückt mit mehr als 1000 kleinen Ultraschallsendern. Sie können so gesteuert werden, dass sich ihre Wellen präzise in einem reiskorngroßen Punkt im Tumor treffen.
Erst dort entfalten sie ihre zerstörerische Wirkung – die Krebszellen werden quasi zerkocht. Der MR-Scanner kontrolliert diesen Prozess. Er misst die Temperatur in der Leber und prüft, ob an der richtigen Stelle lange genug erhitzt wurde.
Software schaut in die Zukunft
Allerdings gab es bei der Technologie einen Haken: "Jede Zehntelsekunde ein Lagebild von der Leber zu erhalten, genügt nicht, um den Ultraschallstrahl zuverlässig nachführen zu können" wird Projektmanagerin Sabrina Haase in der Mitteilung zitiert.
"Deshalb haben wir eine Software entwickelt, die ein wenig in die Zukunft schaut und berechnet, wo genau sich die zu beschallende Region im nächsten Augenblick befindet." Das Programm bestimmt nach Angaben der Fraunhofer-Gesellschaft den Weg, den der Ultraschall nehmen muss, damit er den Lebertumor trotz der Atembewegung im Visier behält.
Eine weitere Schwierigkeit liege darin, dass vor der Leber die Rippen liegen, heißt es in der Mitteilung weiter. Um sie zu schonen, würden gezielt die Elemente im Schallgeber ausgeschaltet, die die Rippe ansonsten beschallen würden – als würde man bei einem Duschkopf jene Löcher zuhalten, deren Wasserstrahlen in eine unerwünschte Richtung zielen.
"Wir haben die technische Entwicklung nun abgeschlossen und bereits erste Tests gemacht" so Haase. Dabei habe ein Roboterarm ein Gel-Präparat im MR-Scanner hin- und herbewegt und dadurch das Auf und Ab der Leber im Körper simuliert. Gleichzeitig wurde das Gel-Phantom fokussiertem Ultraschall ausgesetzt, wobei der MR-Scanner die Temperaturverteilung erfasste.
Mitte 2018 sind die ersten Testbehandlungen mit Patienten geplant. Danach könnte die Zulassung als Medizinprodukt in Angriff genommen werden. Bewährt sich die Methode, ließen sich auch andere Organe behandeln, die sich mit jedem Atemzug bewegen – Niere, Bauchspeicheldrüse oder sogar die Lunge. (eb)
