Krebsdiagnose und Werkstoffprüfung mit Licht

Hautkrebs in einem frühen Stadium erkennen zu können, ohne Gewebeproben nehmen zu müssen – das ist das Ziel eines Forschungsvorhabens Bochumer Hochschulen.

Gemeinsam mit Forschern der Ruhr- Universität Bochum (RUB) entwickelt ein Team an der Technischen Fachhochschule (TFH) Georg Agricola ein neues Verfahren der optischen Kohärenztomographie (englisch Optical Coherence Tomographie – OCT), das berührungslose Substanzuntersuchungen ermöglicht. Das Forschungsprojekt ist Anfang dieses Jahres in eine neue Projektphase getreten und wird von der RWTÜV Stiftung für die Dauer von 3 Jahren weiter gefördert.

Die optische Kohärenztomographie ist ein modernes Verfahren der Bildgebung, d.h. der Visualisierung von Messergebnissen, mittels Licht. In vielen medizinischen Disziplinen werden OCT-Systeme bereits eingesetzt, ihr Nutzen ist jedoch oftmals noch limitiert, weil Licht in biologischem Gewebe stark gestreut wird. Das Forschungsprojekt basiert auf der Idee, die OCT-Bildgebung mit den Möglichkeiten der Spektroskopie (der Lichtanalyse) zu kombinieren (S-OCT), um so neben der Erfassung von Strukturen auch Substanzen erkennen zu können.

In der Spektroskopie wird Licht in seine einzelnen Farben zerlegt. Über charakteristische Muster dieses Lichtspektrums lässt sich auf die Substanzen schließen, die in einem Objekt vorhanden sind („spektroskopischer Fingerabdruck“ der Substanz). Mittels S-OCT könnten so beispielsweise Hauttumore und deren Ausdehnung zuverlässiger diagnostiziert werden, als es mit bisherigen Untersuchungsmethoden möglich ist.

In einem ersten Forschungsprojekt, das von 2008 bis 2010 lief, wurde das grundlegende Verfahren des „spektroskopischen Fingerabdrucks“ bereits erfolgreich getestet („proof of principle“). Im aktuellen Nachfolgeprojekt soll das Verfahren weiterentwickelt werden, um konkrete Anwendungen in der medizinischen Krebsdiagnostik zu ermöglichen. S-OCT kann aber auch in den Materialwissenschaften oder der Geologie zur zerstörungsfreien Prüfung von Werkstoffen oder Mineralien eingesetzt werden.

Das Forschungsprojekt wird in enger Kooperation zwischen dem Lehrstuhl für Photonik und Terahertztechnologie der Ruhr- Universität Bochum (Professor Dr. Martin Hofmann) und der TFH Georg Agricola (Professor Dr. Hubert Welp, Professor für Angewandte Informatik) bearbeitet, die sich angesichts der Vielfalt der Aufgaben durch ihre komplementären Kompetenzen ideal ergänzen. Während an der RUB die physikalischen Grundlagen der S-OCT erforscht werden, widmet sich das Forscherteam um Professor Welp an der TFH den informationstechnischen Aufgaben bei der Signalanalyse, Bildverarbeitung und Mustererkennung. Die RWTÜV Stiftung fördert im Rahmen des Projekts unter anderem auch die Promotion des TFH-Absolventen Volker Jaedicke an der RUB.

„Ich freue mich sehr über die Unterstützung unseres Projekts durch die RWTÜV Stiftung. Damit können wir wertvolle neue Diagnoseverfahren für die Krebsforschung entwickeln. Außerdem gibt es uns die Möglichkeit, ambitionierte Studierende im Rahmen ihres Fachhochschulstudiums auch an anspruchsvollen Forschungs- und Entwicklungsaufgaben heranzuführen.“, äußerte sich Professor Welp.