Präzisere Krebsdiagnose dank 3D-Computertomographie

Empa-Forschende haben eine neue 3D-Gewebeanalyse für Schilddrüsentumore entwickelt. Diese spezielle Röntgenmethode ermöglicht mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) präzisere Diagnosen, ohne das entnommene Gewebe zu beschädigen. Künftig könnte diese Untersuchungsmethode auch bei anderen Krebsarten eingesetzt werden und aufwändigere Verfahren durch einfachere bildgebende Methoden ersetzen.

Manuel Martin 20.02.2025

Für Pathologen ist die neue 3D-Gewebeanalyse von Schilddrüsentumoren noch ungewohnt. Anstatt das entnommene Gewebe wie bisher in dünne Scheiben zu schneiden und diese unter dem Mikroskop zweidimensional zu betrachten, können sie jetzt die gesamte Gewebeprobe virtuell am Bildschirm untersuchen und beliebig drehen, um krankhafte Veränderungen zu identifizieren. Möglich gemacht hat dies die sogenannte nicht-invasive histopathologische 3D-Bildgebung. «Das Besondere an dieser Methode ist, dass sie in kurzer Zeit komplette Biopsieblöcke eines Tumors dreidimensional analysieren kann, ohne das Gewebe zu verändern oder zu zerstören. Dadurch bleibt die Probe für weitere molekularbiologische Untersuchungen nutzbar», sagt Robert Zboray, Gruppenleiter am Zentrum für Röntgenanalytik der Empa, der diese Technologie entwickelt hat.

Personalisiert behandeln

Gemeinsam mit Pathologen der Universität Bern konnte Zboray nachweisen, dass seine neue Methode klinisch relevante Gewebemerkmale bei Schilddrüsentumoren erkennen kann. Die Röntgenphasenkontrast-Micro-Computertomographie (Micro-CT) macht selbst kleinste Unterschiede in weichen Geweben sichtbar. Diese dreidimensionalen Bilder von Gewebeproben werden anschliessend mithilfe von maschinellem Lernen analysiert. Der Empa-Forscher hofft, dass Pathologen dadurch präzisiere Diagnosen und Prognose stellen können. Denn die grösste Herausforderung besteht darin, Patienten so individuell wie möglich zu behandeln – also Übertherapien bei risikoarmen Tumoren zu vermeiden und gleichzeitig Patienten mit höherem Risiko angemessen zu behandeln und zu überwachen.

Weltweit sind etwa 300 Millionen Menschen von Schilddrüsenkrebs betroffen. Die Tumormerkmale unterscheiden sich jedoch häufig von Patient zu Patient. Diese messbaren biochemischen und molekularen Eigenschaften eines Tumors werden als Biomarker bezeichnet. Sie helfen, den Krebs frühzeitig zu erkennen oder weisen darauf hin, wie aggressiv ein Tumor wachsen kann und auf welche Therapie er möglicherweise ansprechen wird.