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Optische Verfahren in der medizinischen Diagnostik

22.11.2002 - (idw) Fachhochschule Aalen


Dr. Herbert Stepp Je früher eine Krebserkrankung erkannt werden kann, desto größer sind auch die Chancen für eine Heilung. Zur Früherkennung werden in der medizinischen Diagnostik schon seit geraumer Zeit optische Verfahren angewandt. Mit ihnen kann ein Tumor nicht nur lokalisiert, sondern auch dessen Eindringtiefe in das Gewebe sowie das Ausmaß seiner Bösartigkeit festgestellt werden. Wie optische bildgebende Verfahren darüber hinaus in der Medizin eingesetzt werden, um den operativen Eingriff zu begleiten, davon sprach Dr. Herbert Stepp an der Fachhochschule Aalen auf Einladung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft.

"Die optische Begleitung einer Operation hilft dem Chirurgen dabei, malignes Gewebe vollständiger zu entfernen", erläuterte der Physiker vom Klinikum München-Großhadern. Ist der Tumor vollständig entfernt sinkt auch die Gefahr eines Rückfalls in die Krankheit. Durch Anwendung der Fluoreszenzendoskopie, der Optischen Computertomographie und der Spektroskopie konnten Tumore drei Mal häufiger identifiziert werden als mit klassischen Diagnoseverfahren wie Ultraschall oder Röntgenaufnahmen. Im Durchschnitt konnte durch den Einsatz dieser Verfahren zur gründlichen Beseitigung der Tumore das Leben der Patienten um ca. 100 Wochen verlängert werden.

Bei der Fluoreszenzendoskopie kann man zum einen die charakteristischen Anregungs- und Emissionsenergien gewebeeigener (endogene) Fluorochrome, wie Kollagene oder NADH, nutzen oder gewebefremde (exogene) Marker applizieren, die sich tumorselektiv im Gewebe anreichern. Ein solcher Marker ist die 5-Aminolävulinsäure, die im Mitochondrium einer Gewebezelle zu fluoreszierendem Porphyrin umgebaut wird. Eine größere Schärfe in der Bildgebung kann erreicht werden, wenn die endogenen und exogenen Fluoreszenzen überlagert werden.

Bei der Optischen Tomographie werden dagegen mit einem Interferometer Interferenzen erzeugt, indem der Strahlengang des Lichtes aufgeteilt wird in einen, der vom zu untersuchenden Gewebe reflektiert wird, und einen, dessen Reflektion von der Oberfläche eines bekannten Musterstoffes herrührt. Diese Methode wird besonders bei Untersuchungen von sehr empfindlichem Gewebe, wie dem der Netzhaut oder des Trommelfells, eingesetzt.

Der Einsatz der Spektroskopie erfolgt, wenn die Wucherung einer Zell schon anhand ihrer erhöhten Replikationsaktivität erkannt werden soll. Dann nämlich vergrößert sich das Volumen des Zellkernes, was durch Absorptionsmessungen mit und ohne Filter an der Zelle sichtbar gemacht werden kann. Auf dieselbe Weise lässt sich auch spektroskopisch der Sauerstoffgehalt von Blut ermitteln, da sich das Absorptionsspektrum der roten Blutkörperchen ändert, je nachdem, ob sie oxidiert sind oder nicht.
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