Raman-Sensor-System: nichtinvasive Überwachung des Gesundheitszustands

Das Raman-Sensor-System eröffnet neue Überwachungsmöglichkeiten für den medizinischen Gesundheitszustand, indem es präzise die Carotinoid-Konzentration in der Haut misst – ein möglicher Indikator für die Gesundheit. Diese Technologie bietet einen nichtinvasiven Einblick in die Ernährungsgewohnheiten und den Gesundheitszustand, mit dem Potenzial, die Effektivität von Chemotherapien zu überwachen.

Ein Fortschritt, der personalisierte Medizin und verbesserte Patientenbetreuung in greifbare Nähe rückt. Im Interview mit MEDICA.de erläutert Dr. Bernd Sumpf, was die Technologie ausmacht und warum eine aktuell laufende Studie dazu ein großes Potenzial für die Medizintechnik bietet.

Dr. Sumpf, was genau kann mit dem neuen Raman-Sensor-System diagnostiziert werden?

Dr. Bernd Sumpf: Es gibt bereits seit längerer Zeit Untersuchungen dazu, wie die Carotinoid-Konzentration in der Haut mit der Ernährung des Menschen korreliert. Am Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) wurden mit unserem System auch Messungen dazu durchgeführt.

Ziel dieses Projekts ist es, die Korrelation zwischen der Gesundheit von Patientinnen und Patienten in einer Chemotherapie und der Carotinoid-Konzentration zu erforschen. Anhand von großen statistischen Zahlen kann untersucht werden, ob die Chemotherapie anschlägt und es mit den Werten der Carotinoid-Konzentration korreliert. Diese Untersuchungen werden zusammen mit Thiem-Research GmbH, Forschungstochter des Carl-Thiem-Klinikums (CTK) in Cottbus, durchgeführt.

Wie funktioniert die Messung der Carotinoid-Konzentration in der Haut durch das Raman-Sensor-System?

Sumpf: Die Raman-Spektroskopie an sich ist eine wohlbekannte Messmethode, aber leider ist der Raman-Effekt auch sehr schwach und wird häufig von Fluoreszenzsignalen oder Hintergrundlicht überlagert. Es gilt also mit einem speziellen Messverfahren, die Raman-Photonen von Störsignaturen, die im Hintergrund entstehen können, abzutrennen.

Wir haben bereits vor einiger Zeit im Rahmen eines Projektes in Berlin zusammen mit der Charité untersucht, wie dieses Verfahren im Umfeld der Dermatologie Carotinoide messen kann. Dabei kam uns die Idee, dass es eigentlich nicht das ganze Spektrum braucht, sondern es ausreichen würde, einen exakten Bereich zu messen und entsprechend mit den Hintergrundsignaturen zu verrechnen. Aus der Differenz kann ebenfalls der Carotinoid-Gehalt bestimmt werden.

Das bedeutet, dass wir mit dem neuen Verfahren nicht mehr ein volles Spektrum mit einem Spektrometer aufzeichnen müssen. Wir können mit dem neuen Raman-Sensor-System zurück auf eine filterbasierte Lösung gehen, die bei einer bestimmten Anregungswellenlänge Raman-Photonen ohne Hintergrund misst.

Welche Vorteile bietet diese neue Technologie gegenüber anderen Technologien für die medizinische Diagnostik?

Sumpf: Das nichtinvasive Verfahren der Probenentnahme spricht für das Gerät zur Untersuchung – vorausgesetzt, es wird auch in dieser Form verifiziert. Bislang ist die Blutabnahme der Goldstandard, allerdings ist sie im Vergleich aufwendiger und Ergebnisse stehen erst zeitverzögert zur Verfügung. Die Messung mit dem neuen System würde durch einfaches Aufsetzen des Messkopfes auf den Handballen oder die Stirn funktionieren und nach kurzer Zeit zur Verfügung stehen.

Mithilfe der Messungen können dann in erster Linie im Zeitverlauf Veränderungen in der Carotinoid-Konzentration betrachtet werden. So wäre mit dem Gerät eine kontinuierliche Überwachung möglich, was die aktuelle Studie verifizieren soll.

Wann wäre eine Implementierung des Systems in medizinischen Einrichtungen möglich?

Sumpf: Wir als Forschungsinstitut haben das System entwickelt, aber es ist sicherlich noch deutlich größer, als es sein müsste. Die Idee ist, das System nach erfolgreichem Abschluss der Studie zusammen mit einer Firma zu kommerzialisieren und zur Anwendung für den Einsatz in medizinischen Einrichtungen zu bringen.

Was für potenzielle andere Einsatzgebiete oder Erweiterungen des Raman-Sensor-Systems sind denkbar?

Sumpf: Idealerweise kann das System in der Zukunft beim Point-of-Care-Testing (POCT) zum Einsatz kommen. Dann könnten Patientinnen und Patienten über einen gewissen Zeitraum die Messung nahezu selbstständig durchführen und ihren Gesundheitszustand überwachen, was aktuell noch nicht der Fall ist.