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Mittwoch, 28.09.2016
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Spotlight auf den Krebs

Neuartige Kamera zeigt Fluoreszenzmarkierungen in Tumorgewebe

Alle Krebsnester müssen raus: Das ist das Ziel einer jeden Tumor-Operation, denn von der vollständigen Beseitigung allen Krebsgewebes hängen die Heilungschancen eines Patienten maßgeblich ab. Doch leider lässt sich Tumorgewebe nur schwer von gesundem unterscheiden. Deutsche Forscher haben ein Konzept entwickelt, das sowohl Bösartiges markiert, als auch Gewebe, das nicht verletzt werden sollte sichtbar macht.
Die neue Kamera zeigt mit Fluoreszenzfarbstoffen eingefärbte Strukturen an (hier: blaue und grüne Bereiche).

Die neue Kamera zeigt mit Fluoreszenzfarbstoffen eingefärbte Strukturen an (hier: blaue und grüne Bereiche).

Frühe Metastasen, Krebsnester im Anfangsstadium und besonders die Randbereiche eines Tumors können sich im gesunden Gewebe regelrecht verstecken. Selbst für erfahrene Chirurgen ist es schwer, alle bösartigen Stellen zu erkennen und gleichzeitig wichtiges Gewebe, wie Blutgefäße oder Nerven nicht zu verletzen. Doch dabei könnte sie nun bald raffinierte Medizintechnik unterstützen.

Farbstoffe docken gezielt am Tumorgewebe an


Multispektrales Fluoreszenz-Kamerasystem haben die Forscher der Fraunhofer-Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie (PAMB) ihre neue Operationshilfe genannt. Das Prinzip: Eine Spezialkamera erfasst die Fluoreszenz bestimmter Farbstoffe, die dem Patienten zuvor injiziert wurden und sich im Krebsgewebe ansammeln. Sie sind an Substanzen gekoppelt, die gezielt an Tumorgewebe andocken.

Wird das entsprechend markierte Areal dann mit Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt, wird die Fluoreszenz angeregt und das bösartige Gewebe leuchtet farbig auf – je nach verwendetem Farbstoff. So kann der Operateur Tumorherde sehen, die er mit bloßem Auge nicht erkennen würde. Das Besondere am Konzept der Fraunhofer Forscher ist: Ihr Kamerasystem kann mehrere Fluoreszenzfarbstoffe gleichzeitig in Echtzeit anzeigen – bisherige Systeme beherrschen das nicht. So können auch Arterien und dünne Nerven, die während eines Eingriffs nicht verletzt werden dürfen markiert werden, denn auch sie lassen sich spezifisch einfärben.


Fluorenzbild ergänzt die Aufnahmen der Operation


Für die Aufnahmen sind eine Kamera und ein Filterset nötig, das bis zu vier Farbstoffe zeitgleich darstellen kann. „Wie gut ein Farbstoff durch die Kamera sichtbar ist, hängt in hohem Maß von der Auswahl des richtigen Fluoreszenz-Filtersets ab. Der Filter trennt das eingestrahlte Anregungslicht vom abstrahlenden Fluoreszenzlicht, sodass sich das kranke Gewebe auch bei sehr geringer Lichtintensität von der Umgebung abhebt", erklärt Nikolas Dimitriadis vom PAMB.

Eine eigens entwickelte Software analysiert und verarbeitet die Bilder in Sekundenschnelle und präsentiert sie fortlaufend während der Operation auf einem Monitor. Dabei wird das normale Farbbild mit den Informationen aus dem Fluoreszenzbild überlagert. „Der Operateur erhält wesentlich genauere Informationen. Millimetergroße Tumorreste oder Metastasen, die er sonst womöglich übersehen würde, sind am Bildschirm im Detail zu erkennen", sagt Dimitriadis.

OP-Mikroskope und Endoskope könnten mit der neuen Technik aufgerüstet werden, sagen die Forscher. Vom 20. bis 23. November werden sie erstmals einen Prototyp des Hightech-Geräts auf der Messe Medica 2013 in Düsseldorf präsentieren. 2014 soll sich das multispektrale Fluoreszenz-Imagingsystem dann am Menschen bewähren: Es sind erste klinische Versuche an Krebs-Patienten geplant.
(Fraunhofer Gesellschaft, 05.11.2013 - AKR)
 
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