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Fast-Tracking Pathology via Automated Image Analysis and High-Performance Computing: Application to Prostate Cancer Diagnostics

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Schnellere Diagnostik für Prostatakrebs

Der Gleason-Score ist der derzeit beste prognostische Parameter für die Aggressivität eines Prostatakarzinoms, kann derzeit aber nur durch Biopsie ermittelt werden. Um die Nachteile derzeitiger histopathologischer Analysen auszuräumen und schnellere Ergebnisse zu erhalten, entwickelten europäische Forscher automatisierte digitale Bildanalysemethoden.

Gesundheit

Die Diagnose von Prostatakrebs beruht bislang auf dem PSA-Test, bei dem das Prostata-spezifische Antigen nachgewiesen wird, der jedoch, wie vermutet wird, Übertherapien begünstigt. Vor allem kann nicht zuverlässig zwischen potenziell tödlichen und nicht aggressiven (indolenten) Tumoren unterschieden werden. Auch histopathologische Analysen sind eine diagnostische Option, allerdings ist die manuelle Auswertung der Gewebeschnitte arbeitsintensiv und kaum hochdurchsatzfähig. In der Regel analysiert der Pathologe eine Prostatagewebeprobe und zelluläre Komponenten am Mikroskop, um Stadium bzw. Progression festzustellen. Kürzlich wurden sowohl von akademischen als auch industriellen Partnern Bibliotheken mit digitalen Prostatagewebeschnitten und pathologische Datenbanken erstellt. Um den Prozess zu verschlanken, werden jedoch Werkzeuge zur Datenintegration und Recherche benötigt. Hierfür entwickelte das EU-finanzierte Projekt FAST-PATH (Fast-tracking pathology via automated image analysis and high-performance computing: Application to prostate cancer diagnostics) neue Technologien für die Darstellung von Gewebe. Die Industriepartner von FAST-PATH validierten neue Bildgebungsalgorithmen und Bildanalysetechniken, mit denen die Diagnose von Prostatakrebs vereinfacht werden kann. Durch wesentliche Verbesserungen und Entwicklungen bei der proprietären digitalen Bildanalysesoftware konnten spezifische Biomarker für Prostatakrebs quantifiziert werden, die in Zellkern, Membran und Zytoplasma von Zellen exprimiert werden. Diese quantitative immunhistochemische Methode kann zusammen mit Computeranalysen von Gewebeproben die Diagnostik von Prostatabiopsien hochdurchsatzfähig machen. Zudem kommerzialisierte ein an FAST-PATH beteiligter KMU-Partner die web-basierte Tumordetektionssoftware TissueMark, die automatisch die digitale Pathologie in die Standardauswertung von Gewebeproben integriert. TissueMark erhielt 2014 den europäischen Frost & Sullivan Award für neue Produktinnovationen. Insgesamt liefert FAST-PATH damit automatisierte digitale Werkzeuge für eine deutliche Verbesserung bestehender Methoden, die zusammen mit histopathologischen Voruntersuchungen die Diagnostik vereinfachen und standardisieren können.

Schlüsselbegriffe

Krebs, Diagnose, Prostatakrebs, Histopathologie, Bildgebung, Biomarker

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