MEDICA TECH FORUM: lichtbasierte Bildgebung mit der OCT

Im Interview mit MEDICA.de spricht Enno Hachgenei über die Bildgebung mit der OCT, ihre Einsatzmöglichkeiten in der Medizin und wie daraus neue Medizinprodukte entstehen können.

Herr Hachgenei, was ist die optische Kohärenztomographie?

Enno Hachgenei: Bei der optischen Kohärenztomographie, kurz OCT, handelt es sich um ein optisches Bildgebungsverfahren. Es ermöglicht hochaufgelöste Schnittbilder von biologischen Proben und Gewebe. Als Analogie wird häufig herangezogen, dass OCT wie Ultraschall funktioniert. Beim Ultraschall werden Laufzeitunterschiede von einer ins Gewebe eingestrahlten Ultraschallwelle gemessen und dargestellt. Bei der OCT geschieht dasselbe mit Licht.

Wie genau funktioniert das?

Hachgenei: Wir strahlen nahinfrarotes Licht ins Gewebe ein. Das Licht wird an den Grenzschichten und Gewebestrukturen reflektiert und zurückgestreut. Dieses zurückgestreute Signal lässt sich als eine Tiefenprofilaufnahme darstellen. OCT hat eine Eindringtiefe im Bereich von einigen Millimetern, abhängig von den optischen Eigenschaften des Gewebes und ein Auflösungsvermögen bis in den niedrigen einstelligen Mikrometerbereich.

Entscheidend für die Darstellung ist die Absorption der verwendeten Wellenlänge durch das Gewebe und das Streuverhalten. Grundsätzlich lässt sich OCT nur in Gewebe für die tomographische Bildgebung nutzen, das transparent oder semi-transparent für die verwendete Wellenlänge ist.

Wo in der Medizin wird es eingesetzt?

Hachgenei: Ursprünglich kommt die OCT aus der Ophthalmologie, wo es sich natürlich auch anbietet, da man durch den Glaskörper sehr hohe Eindringtiefen ins Auge erreichen kann. Damit lassen sich Hornhaut und Retina gut darstellen. Die OCT wird hauptsächlich für die Frühdiagnostik von verschiedenen Netzhauterkrankungen, wie diabetischer Retinopathie und altersbedingter Makuladegeneration, eingesetzt.

Sehen Sie weitere Einsatzfelder?

Hachgenei: Es gibt bereits einzelne Anwendungsgebiete in der Gastroenterologie und der Dermatologie, außerdem in der kardiovaskulären Bildgebung. Hier kommt die OCT aber nur sehr vereinzelt zum Einsatz, nicht als Standardverfahren.

Wir als Fraunhofer IPT versuchen schon seit einigen Jahren, weitere Anwendungsgebiete und -fälle zu finden, in denen die OCT einen großen Mehrwert leisten kann. Ein Gebiet, in das viele Forschungsleistungen fließen, nicht nur bei uns, sondern weltweit, ist die Tumordiagnostik. Hier bietet sich die Tiefenauflösung der OCT an, um Gewebetypen voneinander zu unterscheiden, und zu sehen, wo sich Tumoren befinden und wo gesundes Gewebe. In den letzten Jahren kamen auch Versuche dazu, diese Gewebsdiagnostik und -identifizierung mit künstlicher Intelligenz zu verbinden.

Müsste die Technik an sich noch weiterentwickelt werden, damit es mehr Anwendungsgebiete gibt?

Hachgenei: Die OCT ist mittlerweile schon weit entwickelt und es gibt auch viele funktionale Erweiterungen zur Grundtechnik, sodass sie in sehr vielen medizinischen Teilgebieten einen großen Mehrwert liefern kann. Hierfür sind nicht zwangsläufig technologische Weiterentwicklungen notwendig, auch wenn hierfür natürlich trotzdem noch Potential besteht.

Sie nehmen am MEDICA TECH FORUM mit einem Vortrag zu diesem Thema teil. Worüber werden Sie im Einzelnen sprechen?

Hachgenei: Potenzielle Gebiete für weitere Anwendungen der OCT müssen identifiziert und vermehrt erforscht werden, um hier neue Medizinprodukte zu schaffen. Es wird hauptsächlich um die Wege gehen, die das Fraunhofer IPT hier verfolgt. Zu diesem Zweck haben wir zwei Netzwerke gegründet - ein nationales (Innovations-Hub FOMed) und ein Deutsch-Japanisches (OCTmapp), in denen wir Kliniker, Systemintegratoren, Komponentenhersteller und andere Forscher zusammenbringen. Diese Aktivitäten werde ich auf der MEDICA vorstellen.