Optische Emissions Spektroskopie (OES) zur Differenzierung von malignem und benignem Brustgewebe

Zielsetzung: Das Hauptziel der Operation beim Mammakarzinom ist die R0-Resektion. Die Beurteilung der Resektionsränder anhand des pathologischen Goldstandards ist nicht in Echtzeit möglich und mit potenziellen Fehlerquellen behaftet, insbesondere aufgrund von Ungenauigkeiten beim dreidimensionalen Markieren, Färben und Interpretieren des Gewebes. Eine intraoperative Technik zur Echtzeitbewertung des Brustgewebes könnte die R0-Resektionsrate verbessern und damit auch die Prognose beeinflussen. Optische Emissionsspektroskopie (OES) ist eine vielversprechende Methode zur intraoperativen Gewebedifferenzierung. Ziel war es, die Machbarkeit der OES zur ex vivo-Differenzierung von Brustgewebe zu evaluieren.

Materialien und Methoden: Optische Emissionsspektren des elektrochirurgischen Funkens wurden ex vivo bei Patientinnen mit invasivem Mammakarzinom (≥15 mm) mittels Echelle-Spektrometers erfasst, histologisch klassifiziert (normal versus nicht-normales Gewebe) und mittels maschinellen Lernens analysiert. Anschließend wurde das Datenaufnahmesystem miniaturisiert und in ein elektrochirurgisches Instrument integriert. An 49 Patientinnen mit Tumoren≥20 mm (26 NST, 23 ILC) wurden ex-vivo-Analysen durchgeführt. Alle Daten wurden mit Hilfe einer Support Vector Machine analysiert.

Ergebnisse: 972 Spektren (480 Normal-, 492 Nicht-Normalgewebe) von 18 Patienten wurden ausgewertet. Die Klassifizierungsgenauigkeit betrug 96,9%. Sensitivität: 94,8%, Spezifität: 99,0%, PPV: 99,1%, NPV: 96,1%. Bei 66,6% der Patienten waren alle Klassifizierungen 100% akkurat.

Das miniaturisierte OES-System zeigte in der NST-Kohorte eine Spezifität von 95,2% und Sensitivität von 91,0%, in der ILC-Kohorte 84,4% bzw. 78,7%.

Zusammenfassung: OES in Kombination mit Elektrochirurgie ermöglicht eine zuverlässige Differenzierung von Brustgewebe, insbesondere für NST, mit großem Potential für eine Echtzeitanwendung im Operationssaal. Eine Optimierung des Klassifizierungsalgorithmus und eine in vivo-Validierung sind im Rahmen weitere Studien erforderlich.

 

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Interessenskonflikt

Ich erkläre als korrespondierende/r AutorIn, dass ich oder einer bzw. mehrere meiner Ko-AutorenInnen während der letzten 3 Jahre wirtschaftliche oder persönliche Verbindungen im oben genannten Sinne hatten: Interessenskonflikt Details: Ann-Sophie Hämmerle und Sebastian Nagel sind Mitarbeiter von ERBE Elektromedizin GmbH.

Publication History

Article published online:
04 June 2025