Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Spezialkamera spürt Tumore auf

04.11.2013
Krebspatienten haben die besten Heilungschancen, wenn bösartiges Gewebe restlos entfernt wird. Doch oft sind die winzigen Krebsnester für Chirurgen kaum zu erkennen. Eine neue Kamera spürt versteckte Tumore während einer Operation auf.

Tumoroperationen sind selbst für versierte, erfahrene Chirurgen eine große Herausforderung. Denn zum einen lassen sich die Ränder des Tumorgewebes nur sehr schwer von normalem Gewebe unterscheiden. Zum anderen sind verstreute Krebsnester und Frühkarzinome kaum zu erkennen.


Links: Die neue Kamera zeigt mit Fluoreszenzfarbstoffen eingefärbte Strukturen an (hier: blaue und grüne Bereiche)
© Fraunhofer IPA

Beim Entfernen der Tumorherde ist der Arzt bislang allein auf sein geschultes Auge angewiesen. Eine Spezialkamera soll künftig selbst kleinste, leicht übersehbare Tumorreste während der Operation sichtbar machen und so Chirurgen bei den komplizierten Eingriffen unterstützen.

Der Trick: Die Kamera zeigt Fluoreszenzfarbstoffe an, die das Tumorgewebe einfärben. Sie werden dem Patienten vor der Operation in die Venen injiziert und docken auf dem Weg durch den Körper gezielt am Tumor an. Wird das entsprechende Areal dann mit Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt, wird die Fluoreszenz angeregt und das bösartige Gewebe leuchtet grün, blau, rot oder in einer anderen Farbe – je nach verwendetem Farbstoff. Das Aussehen des gesunden Gewebes bleibt unverändert. So kann der Operateur Tumorherde sehen, die er mit bloßem Auge nicht erkennt.

Neues System zeigt mehrere Farbstoffe gleichzeitig an

Multispektrales Fluoreszenz-Kamerasystem nennen die Forscher der Fraunhofer-Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie (PAMB), einer Außenstelle des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, ihre neue Operationshilfe. Sie soll sich in Zukunft unter anderem in OP-Mikroskope und Endoskope einbauen lassen. Vom 20. bis 23. November werden die Mannheimer Wissenschaftler erstmals einen Prototyp des Hightech-Geräts auf der Messe Medica 2013 in Düsseldorf am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand präsentieren (Halle 10, Stand F05).

Das Novum an dieser Kamera: Sie kann mehrere Fluoreszenzfarbstoffe gleichzeitig in Echtzeit anzeigen – bisher erhältliche Systeme beherrschen das nicht. Der Vorteil: Arterien und dünne Nerven, die während eines Eingriffs nicht verletzt werden dürfen, lassen sich ebenfalls per Farbstoff einfärben. Auch sie können dann mit der neuen Kamera detektiert werden, da sie sich deutlich von der Umgebung abheben.

»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«, sagt Nikolas Dimitriadis, Wissenschaftler am PAMB. Für ihre Aufnahmen benötigen der Forscher und seine Kollegen nur eine Kamera und ein Filterset, das bis zu vier Farbstoffe zeitgleich darstellen kann. 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. Patienten, die unter Fluoreszenzsicht operiert werden, haben eine bessere Chance auf Heilung«, sagt Dr. Nikolas Dimitriadis, Leiter der Gruppe »Biomedizinische Optik« am PAMB.

Um das multispektrale Fluoreszenz-Kamerasystem möglichst flexibel einsetzen zu können, ist es möglich, es für andere Farbstoffkombinationen umzurüsten. »Ein bereits erhältliches Präparat, um Tumore sichtbar zu machen, ist die 5-Aminolävulinsäure (5-ALA). Mediziner setzen sie insbesondere für Glioblastome ein – einem der häufigsten bösartigen Hirntumore bei Erwachsenen«, erläutert Dimitriadis. 5-ALA führt zur Ansammlung eines roten Farbstoffs im Tumor und kann ebenfalls mit der Kamera detektiert werden. 2014 soll sich das multispektrale Fluoreszenz-Imagingsystem am Menschen bewähren: Dann sind erste klinische Versuche an Patienten mit Glioblastomen geplant.

Nikolas Dimitriadis | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/November/spezialkamera-tumore.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Deutschlandweit erstmalig: Selbstauflösender Bronchial-Stent für Säugling
29.05.2017 | Universitätsklinikum Münster

nachricht Wachkoma: System soll Patienten helfen, sich zu verständigen
24.05.2017 | Universität Bielefeld

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Methode zur Charakterisierung von Graphen

Wissenschaftler haben eine neue Methode entwickelt, um die Eigenschaften von Graphen ohne das Anlegen störender elektrischer Kontakte zu charakterisieren. Damit lassen sich gleichzeitig der Widerstand und die Quantenkapazität von Graphen sowie von anderen zweidimensionalen Materialien untersuchen. Dies berichten Forscher vom Swiss Nanoscience Institute und Departement Physik der Universität Basel im Wissenschaftsjournal «Physical Review Applied».

Graphen besteht aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen. Es ist transparent, härter als Diamant, stärker als Stahl, dabei aber flexibel und ein deutlich...

Im Focus: New Method of Characterizing Graphene

Scientists have developed a new method of characterizing graphene’s properties without applying disruptive electrical contacts, allowing them to investigate both the resistance and quantum capacitance of graphene and other two-dimensional materials. Researchers from the Swiss Nanoscience Institute and the University of Basel’s Department of Physics reported their findings in the journal Physical Review Applied.

Graphene consists of a single layer of carbon atoms. It is transparent, harder than diamond and stronger than steel, yet flexible, and a significantly better...

Im Focus: Detaillierter Blick auf molekularen Gifttransporter

Transportproteine in unseren Körperzellen schützen uns vor gewissen Vergiftungen. Forschende der ETH Zürich und der Universität Basel haben nun die hochaufgelöste dreidimensionale Struktur eines bedeutenden menschlichen Transportproteins aufgeklärt. Langfristig könnte dies helfen, neue Medikamente zu entwickeln.

Fast alle Lebewesen haben im Lauf der Evolution Mechanismen entwickelt, um Giftstoffe, die ins Innere ihrer Zellen gelangt sind, wieder loszuwerden: In der...

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wissenschaftsforum Chemie 2017

30.05.2017 | Veranstaltungen

Erfolgsfaktor Digitalisierung

30.05.2017 | Veranstaltungen

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Methode zur Charakterisierung von Graphen

30.05.2017 | Physik Astronomie

Riesenfresszellen steuern die Entwicklung von Nerven und Blutgefäßen im Gehirn

30.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Nano-U-Boot mit Selbstzerstörungs-Mechanismus

30.05.2017 | Biowissenschaften Chemie