dc.contributor.author
Pöllinger, Alexander
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:41:11Z
dc.date.available
2012-06-11T11:04:17.507Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/10812
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15010
dc.description.abstract
Das Mammakarzinom ist die häufigste Krebserkrankung der Frau in der westlichen
Welt. Die Nachteile etablierter Verfahren zur Mammadiagnostik geben Anlass zur
Suche nach alternativen Bildgebungsmethoden, von denen die diffuse optische
Bildgebung (DOI, diffuse optical imaging) einen Ansatz darstellt. Die
vorliegende Arbeit hat sich zum Ziel gesetzt, 1. Machbarkeit und diagnostische
Genauigkeit der optischen Mammographie basierend auf intrinsischem Kontrast zu
evaluieren, 2. frühe und späte Fluoreszenzbildgebung sowie 3. das frühe
Perfusionsverhalten mit dem optischen Kontrastmittel Indocyaningrün zu
beurteilen und 4. eine Einschätzung der Nahinfrarot Brustbildgebung unter
Verwendung des Fluoreszenzkontrastmittels Omocianine durchzuführen. In den
ersten Studien wurde versucht, mit diffuser optischer Tomographie (DOT) über
die Darstellung intrinsischen Kontrasts eine Unterscheidung zwischen malignen
und benignen Läsionen zu erzielen. In einer Machbarkeitsstudie konnten wir
zunächst nachweisen, dass sich die optische Mammographie basierend auf der
Hämoglobinabsorption zur Bildgebung von Brustläsionen einsetzen lässt
(Publikation 1). In einer zweiten, größer angelegten Multireader Studie an
mehr als 270 Fällen mit einem optischen Mammographiegerät zur Messung der
Hämoglobinabsorption, das als Zusatzverfahren zur Röntgenmammographie
eingesetzt wurde, zeigte sich im Vergleich zur Röntgenmammographie alleine
jedoch kein signifikanter diagnostischer Benefit für das Kombinationsverfahren
im Vergleich zur Röntgenmammographie alleine (Publikation 2).
Konsequenterweise wurden die nächsten Studien unter Verwendung extrinsischer
Kontrastmittel durchgeführt. In der ersten Studie sollte die
Brustkrebsdetektion sowie die Differenzierung zwischen malignen und benignen
Läsionen mittels früher und später Nahinfrarot (NIR) Fluoreszenzbildgebung von
ICG getestet werden (Publikationen 3 und 4). Die Absorptions-korrigierten
Fluoreszenzaufnahmen zeigten einen hohen Kontrast zwischen Malignomen und dem
umliegenden Brustdrüsenparenchym (25 – 64%). Sensitivität und Spezifität
betrugen ca. 92% und 75% für die Fluoreszenz Verhältnis-Aufnahmen in Gegensatz
zu 100% und 25% für die Röntgenmammographie-Aufnahmen alleine. Die zweite
Studie, die mit ICG durchgeführt wurde, befasste sich mit schneller 3D
Bildgebung zur Detektion und Charakterisierung von Brustläsionen (Publikation
5). Die Perfusionsanalyse der ersten 10 Sekunden zeigte unterschiedliche
Kontrastmittel-Anflutungsmuster für benigne und maligne Läsionen. Es wurden 12
von 14 malignen Läsionen korrekt detektiert (Sensitivität = 85,7%) und eine
Spezifität von ca. 91,0% erreicht. In einer weiteren Studie wurde die
Wirksamkeit eines neu entwickelten Kontrastmittels Omocianine für die NIR-
Bildgebung getestet (Publikation 6). Eine Multicenter-Studie konnte die
Machbarkeit der Methode aufzeigen. Für eine von 5 Dosisgruppen wurde eine sehr
gute Sensitivität von 100% gefunden. Für die anderen, inklusive der
benachbarten, Dosisgruppen zeigten sich jedoch deutlich niedrigere Werte, so
dass weitere Studien für eine Dosisfindung notwendig sind. Die in dieser
Arbeit vorgestellten Ergebnisse unterstreichen Forschungen anderer Gruppen,
die zeigen, dass die optische Mammographie basierend auf intrinsischem
Kontrast nicht für die primäre Diagnose des Mammakarzinoms geeignet zu sein
scheint. Die kontrastmittelverstärkte optische Mammographie kann die
diagnostische Genauigkeit deutlich erhöhen und erscheint somit zumindest als
Zusatzverfahren einsetzbar. Mit weiterer Verbesserung der optischen Scanner
sowie Entwicklung spezifischer Kontrastmittel ist die optische Mammographie
auch als primäres diagnostisches Verfahren, z.B. bei Frauen mit dichtem
Drüsenparenchym denkbar.
de
dc.description.abstract
Breast cancer is the most common cancer among women in Western countries. The
limitations of established diagnostic tests for breast cancer have led to the
search for alternative imaging modalities, among them diffuse optical imaging
(DOI). The objective ot this work was: 1) to evaluate the feasibility and
diagnostic accuracy of optical mammography based on intrinsic contrast; 2) to
assess early and late fluorescence imaging as well as 3) early perfusion
patterns using the optical contrast agent indocyanine green; and 4) to
evaluate near-infrared breast imaging using the fluorescence contrast agent
omocianine. The first study investigated diffuse optical tomography (DOT) to
determine whether intrinsic contrast allows differentiation of malignant and
benign breast lesions. In a feasibility study, it was shown that optical
mammography based on hemoglobin absorption can be used for imaging breast
lesions (publication 1). In a second, larger study, several readers evaluated
over 270 cases with regard to the diagnostic benefit of measuring hemoglobin
absorption using optical mammography as an adjunct to X-ray mammography. In
this study, the combined use of both modalities did not result in a
significant diagnostic gain compared with conventional mammography alone
(publication 2). Based on these initial results, subsequent studies were
performed using extrinsic contrast agents. Here, we investigated the detection
of breast cancer and the differentiation of malignant and benign breast
lesions using early and late near-infrared (NIR) fluorescence imaging of ICG
(publications 3 and 4). Absorption-corrected fluorescence images showed high
contrast between malignant breast tumors and surrounding glandular parenchyma
(25 – 64%). We found approx. 92% sensitivity and 75% specificity for
fluorescence ratio imaging compared with 100% and 25%, respectively, for X-ray
mammography alone. The second study using ICG investigated fast 3D imaging for
the detection and characterization of breast lesions (publication 5).
Perfusion analysis of the first 10 sec after ICG administration revealed
different contrast medium inflow patterns for benign and malignant breast
lesions. Twelve of 14 malignant lesions were correctly identified (85.7%
sensitivity), and specificity was approx. 91.0%. Another study investigated
omocianine, a newly developed contrast medium for NIR imaging (publication 6).
A multicenter study demonstrated the feasibility of the method. For one of the
five dose groups investigated, sensitivity was 100%, while markedly lower
sensitivities were found for the other dose groups, including immediately
adjacent ones. Therefore, further research is needed to define the dose. The
findings presented here confirm the results of published data, suggesting that
optical mammography based on intrinsic contrast does not appear to be a
suitable imaging modality for the primary diagnosis of breast cancer.
Contrast-enhanced optical mammography markedly improves diagnostic accuracy
and appears to be feasible, at least when used as an adjunct to conventional
mammography. With further improvement of optical scanners and the advent of
specific contrast agents, optical mammography also holds promise for use as
the primary diagnostic modality, e.g. in women with dense glandular tissue.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
near-infrared (NIR) imaging
dc.subject
optical mammography
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Nahinfrarot (NIR) Bildgebung der weiblichen Brust
dc.contributor.contact
alexander.poellinger@charite.de
dc.contributor.firstReferee
Univ. Prof. Dr. Per Skaane / Oslo, Norwegen
dc.contributor.furtherReferee
Univ. Prof. Dr. Thomas Helbich / Wien, Österreich
dc.date.accepted
2012-04-16
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000037821-2
dc.title.subtitle
Evaluation von intrinsischem und extrinsischem Kontrast
dc.title.translated
Near-infrared (NIR) Imaging of the Female Breast
en
dc.title.translatedsubtitle
Evaluation of Intrinsic and Extrinsic Contrast
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000037821
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000011199
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access