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27.10.2015

Kohärente Anti-Stokes-Raman-Spektroskopie soll Operationen erleichtern


Ein neues bildgebendes Verfahren soll zukünftig helfen, dass Neurochirurgen Tumore besser erkennen und entfernen können. Dazu führen sechs Partner aus Industrie und Wissenschaft neue spektroskopische Verfahren, modernste Endoskopie- und Laser-Systeme zusammen. Gefördert wird das Projekt endoCARS vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

Die Behandlung von Tumoren am menschlichen Gehirn erfordert präzise mikrochirurgische Verfahren. Besonders die Unterscheidung von gesundem und krankhaftem Gewebe stellt Neurochirurgen vor eine große Herausforderung, da die Differenzierung nicht immer mit dem bloßen Auge möglich ist. Oft sind eine Entnahme von Probenmaterial und eine anschließende Anfertigung aufwändiger Gewebeschnitte und deren Anfärbung nötig. Solche Untersuchungen sind während einer Operation nur begrenzt durchführbar.

Wissenschaftler, Ärzte und Entwickler erforschen jetzt ein neues Verfahren, dass die Unterscheidung von Geweben auf molekularer Ebene erlaubt. Dieses soll in einem zweiten Schritt in ein Gerät überführt und in Kliniken eingesetzt werden. Dazu kombinieren die Partner moderne Lasertechnologien mit neuesten endoskopischen und mikrooptischen Systemen. Die zum Einsatz kommende CARS-Endoskopie (Coherent Anti Stokes Raman Spectroscopy) nutzt charakteristische Schwingungen der Moleküle zur Bildgebung. Diese molekularen Fingerabdrücke lassen sich visualisieren und in morphochemische Bilder übersetzen, ohne dass eine Anfärbung von Zellen und deren Bestandteilen nötig ist.

"Die Kombination von chirurgischen Techniken mit dem neuen bildgebenden Endoskopieverfahren, welches während der Operation eingesetzt werden kann, verspricht völlig neue Möglichkeiten in der chirurgischen Praxis", erklärt Dr. Norbert Hansen, Projektkoordinator von der KARL STORZ GmbH & Co. KG. Drei mittelständische Firmen und zwei universitäre sowie eine außeruniversitäre Einrichtung werden in den kommenden drei Jahren ihre jeweiligen Kompetenzen bündeln und die Komponenten zu einem CARS-Endoskop zusammenfügen. Wichtige Schritte sind die Miniaturisierung der Optiken und des Endoskops sowie die Einbindung präziser Laser- und Ausleseeinheiten.

Die Technologie bietet weitreichende Anwendungsmöglichkeiten in der medizinischen Grundlagendiagnostik, z.B. in der schnellen zellulären Differenzierung von Tumoren der Haut, Hals-Nasen-Ohren-Erkrankungen oder des Verdauungstraktes. Mit diesen Einsatzmöglichkeiten trägt die bildgebende CARS-Endoskopie großes Potenzial zur wesentlichen Verbesserung der medizinischen Behandlung. Das BMBF fördert das Forschungsvorhaben mit drei Millionen Euro.

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Quelle: Institut für Photonische Technologien (IPHT)




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