«Texture Analysis» bei der Tumordiagnose: Das Muster führt zur Diagnose

Moderne computergestützte Analysetechniken ermöglichen Mustererkennungen in Tumorgeweben, die mit blossem menschlichem Auge nicht erfassbar sind.

Prof. Dr. med. Christian W.A. Pfirrmann
Chefarzt Radiologie

Dr. med. Benjamin Fritz
Fellow Radiologie

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«Texture analysis», oder zu Deutsch Texturanalyse, beschreibt die computergestützte Analyse von Gewebestrukturen. Hierfür werden mittels radiologischer Verfahren hochauflösende Bilder der zu untersuchenden Körperregion angefertigt und mit entsprechender Computersoftware analysiert. Dabei kann die Texturanalyse prinzipiell auf jegliches bildgebende Verfahren angewendet werden, jedoch zeigten sich die vielversprechendsten Ergebnisse bisher bei der Analyse von Computertomographien und Kernspintomographien.

Die Texturanalyse beruht auf einer Vielzahl von mathematischen Algorithmen, die Muster von Gewebestrukturen charakterisieren, die für das menschliche Auge im Rahmen traditioneller Bildbegutachtung nicht erfassbar sind. Dies geschieht auf Basis der Graustufenverteilungen der Pixel bzw. Voxel eines Bildes. Die Gewebeeigenschaften werden dabei als Zahlenwert quantifiziert, was den Vergleich von unterschiedlichen Gewebearten ermöglicht.

Die Texturanalyse wurde mittlerweile auf diverse Gewebestrukturen angewendet, wobei insbesondere die Analyse von Tumorgewebe einen Mehrwert zur traditionellen radiologischen Bildbegutachtung und Diagnosefindung darstellt. Ein Schwerpunkt unserer Forschung liegt in der Erforschung des Nutzens der Texturanalyse zur Charakterisierung von chondrogenen Knochentumoren. Bei den chondrogenen Knochentumoren handelt es sich um eine Gruppe von Neoplasien, die ihren Ursprung in Knorpelzellen finden. Diese können sowohl gutartig als auch bösartig sein. Die gutartigen Tumoren sind dabei sehr häufig und finden sich hauptsächlich in den Händen, Füssen und langen Röhrenknochen. Die bösartigen Chondrosarkome sind dagegen deutlich seltener, stellen aber dennoch den zweithäufigsten bösartigen primären Knochentumor dar. Eine korrekte Klassifizierung dieser Tumoren ist jedoch mittels klassischer radiologischer Verfahren sehr schwierig, da die gutartigen und bösartigen chondrogenen Tumoren eine teils sehr ähnliche Morphologie aufweisen. Insbesondere die klinisch hochrelevante Unterscheidung von gutartigen chondrogenen Tumoren und den wenig aggressiven Chondrosarkomen sowie die Unterscheidung von wenig aggressiven und stark aggressiven Chondrosarkomen ist dabei schwierig. Da sich die Therapien zwischen diesen Untergruppen der chondrogenen Tumoren jedoch stark unterscheiden, ist eine adäquate Gradierung Voraussetzung für eine erfolgreiche Patientenbehandlung.

Unsere bisherigen Forschungsergebnisse konnten den Mehrwert der Texturanalyse zur Graduierung von chondrogenen Tumoren belegen. Dabei konnten Vorteile der Texturanalyse gegenüber klassischen radiologischen Evaluationen gezeigt werden, insbesondere in der Unterscheidung zwischen gutartigen chondrogenen Tumoren und wenig aggressiven Chondrosarkomen. Aufgrund eines komplementären Effektes der klassischen Bildgebung und Texturanalyse lässt sich jedoch die Diagnostik optimieren, wenn man Informationen beider Techniken kombiniert.