Gewebecharakterisierung auf Basis der elektrischen Impedanz zur Tumordifferenzierung in der Harnblase

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Bei Blasenkrebs ist die Wiederkehrrate des Tumors nach operativer Entfernung hoch, da die Entscheidungen während des endoskopischen Eingriffs auf visueller Einschätzung basieren. Diese Arbeit behandelt die Gewebecharakterisierung anhand elektrischer Eigenschaften am Beispiel von Blasenkrebs. Ziel ist die Differenzierung zwischen tumorösem und gesundem Gewebe durch Impedanz, die durch strukturelle Veränderungen im Tumorgewebe beeinflusst wird. Ein minimalinvasiver Impedanzsensor wird entworfen und validiert, der potenziell bei einer Blasenspiegelung durch die Harnröhre eingesetzt werden kann und das Impedanzspektrum des Gewebes im kHz-Bereich erfasst. Die gemessene Impedanz hängt stark von der mechanischen Verformung des Gewebes ab, da diese die Abstände der Zellmembranen und den Anteil ionenhaltiger Flüssigkeit beeinflusst. Ein Modell wird entwickelt, das die durch mechanische Belastungen induzierten Flüssigkeitsströme im Gewebe abbildet und die Impedanzänderungen bei Verformung validiert. Die Klassifikation ex vivo aufgenommener Messungen erreicht mit einem Gaußprozessklassifikator eine Genauigkeit von bis zu 96%. Auch die Klassifikation basierend auf einem einzelnen Impedanzmesspunkt mit einer gesunden Referenzmessung erzielt bis zu 85% Genauigkeit. Die entwickelten Methoden zur elektrischen Gewebecharakterisierung in der Harnblase zeigen großes Potenzial für eine in vivo Validierung und die Fusion mehrerer Sensoren als Schr