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Funktionelle Bildgebung der Vaskularisation und Perfusion des Prostatakarzinoms mit dynamischer MRT:
Korrelation mit morphometrischen Parametern (2008)

Art

Hochschulschrift

Autor

Gemeinhardt, Ole (WE 1)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2008 — III,153 Seiten

ISBN: 978-3-86664-465-6

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/7240

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Institut für Veterinär-Anatomie

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Abstract / Zusammenfassung

In den westlichen Industrieländern ist das Prostatakarzinom das häufigste Malignom beim Mann und das am zweithäufigsten zum Tode führende Tumorleiden des Mannes. Die bisher einzige Möglichkeit, ein Prostatakarzinom frühzeitig zu diagnostizieren, ist die histologische Untersuchung von Prostatagewebe. Eine sichere Differenzierung des Prostatakarzinoms gegenüber gesundem und gutartig verändertem Prostatagewebe anhand klinischer Untersuchungen, Laboranalysen und bildgebender Verfahren ist bislang nicht möglich. Dies führt zu einer erschwerten Detektion des Tumorareals für die Prostatabiopsie und damit bei einem größeren Teil der Patienten zu falsch negativen histologischen Befunden.

Zielsetzung dieser Arbeit war die Etablierung eines Rattenmodells zur Differenzierung eines langsam wachsenden, orthotop implantierten Prostatakarzinoms gegenüber gesundem Drüsengewebe der Prostata an einem klinischen 1,5 Tesla MR-Ganzkörpertomographen mittels kontrastmittelgestützter dynamischer MRT. Ein weiteres Ziel war die Untersuchung der MRT als Methode zur Blutvolumenbestimmung von Prostatakarzinom und gesundem Prostatagewebe.

Die vorliegende Arbeit ist die erste Studie, in der die Perfusionsparameter interstitielles Volumen, Permeablilitäts-Oberflächenprodukt, normalisierte Permeabilität und relatives Blutvolumen von Prostatakarzinom und gesundem Prostatagewebe mittels MRT bestimmt und zudem mit histologischen Vaskularisationsparametern korreliert wurden.

Erfolgreich eingesetzt wurde das Tumormodell des G-Dunning Rattenprostatakarzinoms. Die Tumorinduktion erfolgte an 17 Copenhagen-Ratten durch orthotope Implantation von jeweils 1 × 106 Tumorzellen. Die MRT-Untersuchungen erfolgten 56 bis 60 Tage nach der Tumorzellimplantation mittels nativer T1-gewichteter SE und T2-gewichteter TSE sowie einer T1-gewichteten GRE-Sequenz für die kontrastmittelgestützten Untersuchungen. Verwendet wurden ein extravasierendes niedermolekulares Gd-haltiges Kontrastmittel (Gadodiamid) für die dynamischen Messungen sowie ein lang anhaltend intravasal verbleibendes eisenoxidpartikelhaltiges Kontrastmittel (VSOP-C 184) zur Blutvolumenbestimmung. Nach Durchführung der dynamischen Messungen wurden Kurven der Signalintensität in Abhängigkeit von der Zeit in Tumor und gesundem Gewebe generiert und quantitativ mittels pharmakokinetischer Modellierung ausgewertet. Die Bestimmung der relativen Blutvolumina von Tumor und gesundem Prostatagewebe erfolgte aus dem Verhältnis des Signalintensität
sanstieges nach der Gabe von VSOP-C 184 und der Signalintensität im Vollblut der Tiere. Für die anschließende histologische und morphometrische Auswertung von Tumor und gesundem Prostatagewebe wurden eine H&E-Färbung, eine modifizierte van Gieson-Färbung ohne Kernfärbung sowie eine Markierung der Gefäßendothelien mittels BSL I eingesetzt.

In den nativen T2-gewichteten MRT-Bildern stellten sich die Tumoren bei allen Tieren, als hypointense Areale gegenüber dem gesunden Prostatagewebe und somit gleich einem humanen Prostatakarzinom dar. Die durchschnittliche Tumorgröße in der MRT lag in der axialen Schicht bei 10,93 mm² und zeigte eine hohe Korrelation (r = 0,75; p < 0,001) mit den Ergebnissen der histologischen Untersuchung. In den dynamischen MRT-Messungen zeigte sich ein deutlich beschleunigter sowie ein erhöhter Anstieg der Signalintensität im Tumor gegenüber dem gesunden Prostatagewebe. Das interstitielle Volumen und das Permeabilitäts-Oberflächenprodukt im Tumor waren gegenüber dem gesunden Prostatagewebe um 482 % (p<0.001) und 439 % (p<0.001) signifikant erhöht. Die in dieser Arbeit erstmals sowohl in der MRT als auch histologisch bestimmten interstitiellen Volumina weisen darauf hin, dass die Diffusionsstrecken in gesundem Prostatagewebe zu groß sind, um eine Verteilung des MRT-Kontrastmittels im gesamten Interstitium zu gewähren. Die Folge ist eine deutliche Unterschätzung des interstitiellen Volumens in MRT-Messungen, selbst mit einem stark extravasierenden Kontrastmittel. Die weiteren Ergebnisse zeigen, dass die Erhöhung des Permeabilitäts-Oberflächenprodukts im Tumor gegenüber dem gesunden Prostatagewebe in einer verstärkten Perfusion, bedingt durch ein erhöhtes Blutvolumen liegt und nicht, wie teilweise vermutet, in einer erhöhten Gefäßpermeabilität.

Die ermittelten relativen Blutvolumina im Tumor lagen sowohl in der MRT mit 1,71 % zu 0,69 % als auch in den histologischen Schnitten mit 1,03 % zu 0,69 % signifikant über denen des gesunden Prostatagewebes. Die Gefäßanordnung im Gewebe zeigte viele kleine Gefäße im Tumor gegenüber wenigen Gefäßen mit einem größeren Durchmesser im gesunden Prostatagewebe. Dies könnte auf einen stärkeren Protonenaustausch im Tumor hindeuten und somit die im Tumor größere Überschätzung des Blutvolumens in der MRT im Vergleich zum gesunden Prostatagewebe erklären.

In der vorliegenden Arbeit ist es erstmals gelungen, ein Rattenmodell zu etablieren, welches dazu geeignet ist, sowohl mit quantitativer Analyse von dynamischen MRT-Daten als auch durch eine Blutvolumenbestimmung in der MRT mittels eines lang anhaltend intravasal verweilenden Kontrastmittels ein kleines, langsam gewachsenes, orthotopes Prostatakarzinom von gesundem Drüsengewebe der Prostata zu differenzieren.

Eine Anwendung der hier verwendeten MRT-Techniken beim Menschen könnte in Zukunft dazu dienen, die Differenzierung des Prostatakarzinoms gegenüber gesundem Prostatagewebe sowie seinen Differentialdiagnosen, wie der Prostatitis oder der benignen Prostatahyperplasie, zu verbessern.