Mehrfarbig und in Echtzeit: SWIR-Imaging macht Blutgefäße sichtbar

Viele Diagnoseverfahren sowie die bildgeführte Chirurgie basieren auf medizinischer Bildgebung. Bisherige bildgebende Verfahren am wachen Patienten können jedoch noch kein allumfassendes Bild abgeben, in dem zum Beispiel Strukturen wie Blutgefäße und Nervenbahnen sichtlich voneinander unterschieden werden können. Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München und der University of California Los Angeles haben in einer Studie eine nicht-invasiven Methode für die medizinische Bildgebung entwickelt, die Multiplexing sowie eine hohe Gewebedurchdringung und Auflösung in Echtzeit ermöglicht.

MEDICA.de hat mit dem Biochemiker und Leiter der Studie, Dr. Oliver Bruns, gesprochen und ihn zu den Einsatzmöglichkeiten von SWIR-Imaging (short wavelength infrared, zu deutsch: kurzwelliges Infrarot) befragt.

Herr Bruns, warum sehen Sie Bedarf an nicht-invasiver medizinischer Bildgebung?

Oliver Bruns: Nicht-invasive medizinische Bildgebung hat das Ziel, physiologische und pathologische Prozesse im Körperinneren abzubilden. Idealerweise wird dies mit zellulärer Auflösung und molekularer Spezifität erreicht. Diese Auflösung und Spezifität sind bisher zumeist nur mit invasiven Verfahren wie Färbungen und Sequenzierungen von Biopsie-Material möglich. Mithilfe nicht-invasiver Bildgebung hingegen können wir größere Volumen schneller analysieren. Von einer Erkrankung betroffenes oder gefährdetes Gewebe kann so wiederholt schonend untersucht und über die Zeit hinweg beobachtet werden.

Wie läuft der Bildgebungsprozess in dem von Ihnen entwickelten Verfahren ab?

Bruns: Der Prozess ist sehr einfach im Vergleich zu anderen medizinischen Bildgebungstechniken. Wir beleuchten das Gewebe mit infrarotem Licht und bilden die resultierende Fluoreszenz ab. In vielen Fällen geben wir noch ein Kontrastmittel intravenös hinzu, um bestimmte Strukturen gezielt anzufärben.

SWIR-Imaging kommt in der Industrie bereits zum Einsatz. Wie lässt sich das Verfahren auf eine medizinische Ebene übertragen?

Bruns: Wir adaptieren die industriell verwendeten Kameras und integrieren diese in unsere biomedizinischen Imaging-Systeme. Zusammen mit den Anregungsquellen und neuartigen Kontrastmitteln lassen sich Bilder mit beeindruckender Auflösung und Dynamik erzeugen. Diese Informationen wollen wir Experten in der Chirurgie und Radiologie für eine verbesserte bildgeführte Therapie an die Hand geben.

Inwieweit könnten klinische Anwendungen künftig von Ihrem Bildgebungsverfahren profitieren?

Bruns: Insbesondere die intraoperative Bildgebung in der Chirurgie ist ein vielversprechendes Anwendungsfeld. Auch „Point-of-Care“-Anwendungen am Krankenbett oder beim Spezialisten sind denkbar. Insbesondere die Bildgebung ohne ionisierende Strahlung bei kleinen Kindern wäre ein großer Fortschritt.

In welchen Bereichen könnte das Verfahren künftig eingesetzt werden?

Bruns: Wir sehen zukünftige Einsatzbereiche vor allem in der Chirurgie, der Radiologie, der Gastroenterologie, der Hals-Nasen-Ohren- und Kinderheilkunde.

Wann rechnen Sie mit einer Zulassung des Verfahrens?

Bruns: Erste klinische Pilotstudien mit unseren klinischen Partnern in Stanford laufen bereits. Für eine sinnvolle Abschätzung, wann es zu einer ersten Zulassung kommen wird, ist es derzeit aber noch zu früh.