Verbundprojekt: Hochauflösende Röntgentomographie und intelligente Auswertung histologischer Gewebeproben für die Diagnostik (HORUS); Teilvorhaben: Verzerrungsfreie Schnittflächenhistologie

Abstract

Ursprüngliche Aufgabenstellung und wissenschaftlich-technischer Stand: Histopathologische Verfahren sind der Goldstandard zur Krebsdiagnostik, jedoch nur zweidimensional und auf kleine Proben anwendbar. Ein dreidimensionales Verfahren fehlt. Zwei präanalytische Probleme wurden adressiert: (1) Die virtuelle Bildgebung benötigt die Identifikation vergleichbarer mikroanatomischer Strukturen zwischen virtuellem und histologischem Schnitt. (2) Es gibt keine digitalpathologischen Verfahren, die die diagnostische Präzision ohne Zusatzbelastung des Personals steigern. Ablauf des Vorhabens: Zu Beginn wurde die Expertise der Projektpartner in mikroanatomischen Strukturen geschaffen und in einer Checkliste festgehalten. Oberflächenmikroskopische Verfahren wurden evaluiert und ein Färbeprotokoll entwickelt. Gewebeproben wurden zur µCT-Untersuchung an das Fraunhofer EMI gesendet und anschließend histologisch aufgearbeitet. Die 2D/3D Bildfusion wurde mit Kollaborationspartnern durchgeführt und evaluiert. Eine integrierte Laborsoftware wurde erforscht und der Workflow gemeinsam evaluiert. Wesentliche Ergebnisse und Zusammenarbeit: In AP1 wurden Tonsillenproben ausgewählt und histologische Kriterien definiert. In AP2 wurden FFPE-Proben für µCT-Scans bereitgestellt und die besten Ergebnisse mit Phasenkontrast µCT erzielt. In AP3 wurde eine Färbung der Blockschnittfläche etabliert und konfokale Fluoreszenzmikroskopie als optimal identifiziert. In AP4 wurden 3D µCT-Datensätze annotiert und ein erfolgreiches 2D/3D Alignment erreicht. In AP5 wurde ein Expertentool verwendet und in AP6 Proben aus Tumoren und Lymphknotenmetastasen getestet. In AP7 wurden IT-Prozesse für den Workflow identifiziert und in AP8 der gesamte Workflow abgebildet. Die Ergebnisse sind Teil zweier Dissertationen und führten zu mehreren Veröffentlichungen. Die Zusammenarbeit mit den HORUS Kooperationspartnern war erfolgreich und führte zu weiteren Forschungsanträgen.