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DOI: 10.1055/s-0035-1550851
Charakterisierung des Gefäßsystems im subkutanen Mausmodell mittels Skeletonization von kontrastverstärkten hochauflösenden 3D-Ultraschallbildern
Zielsetzung:
Bei der Analyse kontrastverstärkter Ultraschallbilder (CEUS-Bilder) wird oft die Kinetik nach Bolusgabe beurteilt, die jedoch z.B. durch Kreislaufparameter beeinflusst wird. In dieser Studie wurde daher ein Rekonstruktionsalgorithmus getestet, der 3D-CEUS-Datensätze verwendet, nachdem sich ein Steady-State eingestellt hat. Es wurde untersucht, ob bekannte Unterschiede in der Vaskularisation von subkutanen DU-145- und PC-3-Tumoren im Mausmodell mittels dieses Algorithmus erfasst werden.
Material und Methodik:
Die humanen Prostatakarzinomzellen DU-145 und PC-3 wurden s.c. in 7 bzw. 10 Nacktmäuse injiziert, da DU-145-Tumore im Gegensatz zu PC-3-Tumoren deutliche Unterschiede in der Vaskularisation von Tumorzentrum und -peripherie aufweisen. Nach 14 Tagen wurden hochauflösende 3D-CEUS-Datensätze mittels eines Vevo 2100 (Visualsonics Inc.) aufgenommen. Mittels Distance Transform Geometric Skeletonization und Topologic Skeletonization wurde das Gefäßsystem in 3D rekonstruiert und die Mikrogefäßdichte, die Anzahl der Gefäßbäume, die Anzahl der Gefäßäste, der mittlere Radius der Gefäße und ihr 3D-Kinking in beiden Tumortypen berechnet.
Ergebnisse:
Das Gefäßsystem konnte robust in 3D rekonstruiert werden. Es fand sich zentral eine stärkere Vaskularisation in DU-145- als in PC-3-Tumoren. Alle berechneten Parameter zeigten in den DU-145-Tumoren einen signifikanten Unterschied zwischen Zentrum und Peripherie, wobei das Zentrum mehr Gefäße mit mehr Ästen und größerer Komplexität aufwies. Zentrum und Peripherie zeigten keinen Unterschied in PC-3-Tumoren. Dies konnte mittels histologischer Färbung bestätigt werden.
Schlussfolgerungen:
Die bekannten Unterschiede in der Vaskularisation von subkutanen DU-145- und PC-3-Tumoren konnten mittels des verwendeten Algorithmus detektiert und quantifiziert werden. Weitere Studien müssen zeigen, wie robust der Algorithmus z.B. gegenüber Schwankungen in der Microbubble-Konzentration ist. Prinzipiell stellt er jedoch eine vielversprechende, weil robuste Alternative zur kinetischen CEUS-Analyse dar.