Klinikmagazin 1/2023

TITELTHEMA
Lokale Therapie präziser machen
Forschungsfeld im CCCG: digital unterstützte
Präzisionschirurgie und -bestrahlung (DISSECT)
Rechts: Im EU-Verbund CHARM arbeitet
die Jenaer HNO-Klinik mit am Prototyp
eines Raman-Mikroskops für die schnelle
und kostengünstige Krebsdiagnose,
das auch während der Operation
einsetzbar sein soll. Foto: Ebert
Oben: Multikontrast-Bild eines
Dünnschnitts von mit Hautkrebs
befallenem Gewebe. Bild: Leibniz-IPHT
Unten: Prof. Orlando Guntinas-Lichius,
Foto: Schroll
Wenn die Medizin mit Skalpell oder energiereichen
Strahlen gegen einen Tumor
vorgeht, befindet sie sich in einem klassischen
Dilemma: Die Krebszellen sollen
vollständig entfernt werden, damit nicht
aus verbleibenden Zellen neue Tumoren
entstehen können. Aber das umliegende
gesunde Gewebe darf bei der aggressiven
Behandlung möglichst wenig in
Mitleidenschaft gezogen werden. Besonders
wichtig ist das natürlich im Gehirn,
aber auch benachbartes Muskel-, Organoder
Nervengewebe sollte wenig leiden
und seine Funktionsfähigkeit behalten.
Bei der Planung und Durchführung der
lokalen Behandlung geht es also um
höchste Präzision.
„Im Mitteldeutschen Krebszentrum
forschen wir deshalb schwerpunktmäßig
an neuen technologischen
und methodischen Konzepten, die
die lokale Tumorbehandlung noch
präziser machen können“, so Prof. Dr.
Guntinas-Lichius, Direktor der HNO-
Klinik am UKJ. „Dabei setzen wir auf
digitale Unterstützung.“ Er kennt als
Operateur das Dilemma nur zu gut,
wenn sich beispielsweise ein Tumor im
Mundbereich nah an den für die Mimik
wichtigen Gesichtsnerven befindet.
Spektroskopiebilder
während der OP
Mit Partnern unter anderem am Jenaer
IPHT (Leibniz-Institut für Photonische
Technologien) entwickelt sein Forschungsteam
Mikroskope, die mit
verschiedenen spektroskopischen Analysetechniken
unmittelbar im OP eine
Bildgebung zur Unterscheidung von
gesundem und Tumorgewebe ermöglichen.
Diese Klassifizierung funktioniert
nicht ohne digitale Unterstützung – eine
selbstlernende Auswertesoftware verarbeitet
die spektroskopischen Messdaten
zu Bildern in grellen Farben. Ihr
ursprüngliches „Wissen“ haben solche
Programme immer aus dem Vergleich
mit der Bewertung des Gewebeschnittes
durch die Pathologie, die jedoch einige
Tage in Anspruch nimmt. Prof. Guntinas-
Lichius: „Wir werden ab 2023 den Einsatz
eines solchen Geräts bei der Operation
von Kopf-Hals-Tumoren in einer multizentrischen
Studie testen, unser Ziel ist
die offizielle Zulassung als Medizingerät.“
Ein weiteres Thema in diesem Forschungsfeld
ist die Entwicklung und
der Einsatz von Operationsrobotern.
In Leipzig wurde hierfür ein Innovationszentrum
für Roboter-unterstützte
und Computer-navigierte Chirurgie
gegründet. Chirurginnen und Chirurgen
am UKJ arbeiten in Entwicklungsprojekten
mit der in Jena ansässigen
avateramedical GmbH zusammen, dem
einzigen deutschen Hersteller eines
Operationsrobotersystems.
Virtuelles Lebermodell
zur OP-Planung
Eine Forschungsgruppe, die Chirurgie
und Hepatologie, Bildgebung, Bioinformatik
und Datenwissenschaften verbindet,
arbeitet an der Verbesserung großer
Eingriffe an der Leber bereits bei der
Operationsplanung. Das Team entwickelt
ein virtuelles Lebermodell, das
Durchblutung und Stoffwechselfunktion
des Organs mit großer räumlicher
Auflösung in gesundem und krankem
Zustand quantifiziert. „Unser Modell soll
die Funktion der Leber nach der Operation
und den Heilungsverlauf individuell
vorhersagen und damit als ein chirurgisches
Planungsinstrument dienen können“,
erklärt Prof. Dr. Uta Dahmen von
der Klinik für Allgemein-, Viszeral- und
Gefäßchirurgie am UKJ; sie leitet die von
der Deutschen Forschungsgemeinschaft
geförderte Gruppe.
Nicht nur bei der OP-Planung, auch
bei der Planung von Bestrahlungsbehandlungen
werden innovative Techniken
eingesetzt, um die Präzision der
Strahlenanwendung zu erhöhen. Die
Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie
am UKJ nutzt beispielsweise
neue Methoden der Bildführung und
der molekularen Bildgebung, um die
zeitliche und räumliche Verteilung
der Strahlendosis zu optimieren. Die
Medizinphysik der Klinik entwickelt
und evaluiert mathematische Modelle,
die die Simulation der Strahlungswirkung
im Tumor, im Normalgewebe
und in Organen erlauben und so eine
personalisierte Behandlungsplanung
ermöglichen.
Immer häufiger kommen für neue
Methoden und Gerätelösungen gerade
bei der Auswertung der medizinischen
Bilddaten auch selbstlernende
Systeme und Algorithmen der Künstlichen
Intelligenz (KI) zum Einsatz.
Besonders weit vorangeschritten ist
hier die Radiologie mit ihren verschiedenen
bildgebenden Verfahren. So
setzt das Institut für Diagnostische
und Interventionelle Radiologie am
UKJ KI-Lösungen für die Bildrekonstruktion
am CT in der klinischen Routine
ein. In einem Kooperationsprojekt
entwickelte die UKJ-Radiologie ein
MRT-Messprotokoll für die Diagnose
von Prostatakrebs, das ohne Kontrastmittel
auskommt und deshalb
schonender und schneller abläuft. Ein
Deep-Learning-basiertes Assistenzsystem
sorgt dafür, dass dies nicht zu
Lasten der diagnostischen Genauigkeit
geht. Prof. Dr. Tobias Franiel, Leiter
der onkologischen und uroradiologischen
Bildgebung am UKJ: „Für das
langfristige Ziel einer neuen, von den
Krankenkassen getragenen Routine für
die Prostatakrebsuntersuchung sind
die Ergebnisse unseres Projektes ein
weiterer Baustein.“
Mit dem Start des Mitteldeutschen
Krebszentrums werden die Forschenden
an den Unikliniken in Jena
und Leipzig nun ihre onkologischen
Forschungsaktivitäten bündeln.
Prof. Guntinas-Lichius: „Wir erwarten
von der gemeinsamen Arbeit neue
Impulse und konkrete Ergebnisse für
eine präzisere lokale Krebstherapie,
die wir rasch in die klinische Routine
überführen wollen, um die Behandlung
für unsere Patientinnen und Patienten
so effektiv und dabei so schonend wie
möglich zu machen.“
Uta von der Gönna
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