Mit Laser und Ultraschall

Spiel mit Reizen und Farben – Optoakustiker dringen unter die Haut

| Autor / Redakteur: Marco Krefting, dpa / Sebastian Gerstl

Der Leiter des Instituts für Biologische und Medizinische Bildgebung am Helmholtz Zentrum München, Vasilis Ntziachristos, wertet optoakustische Aufnahmen im Labor aus. Die Technik kombiniert die Reize Licht und Ton, um Gewebe von Menschen zu untersuchen. Es könnte eine schonende Alternative sein, um beispielsweise Krebstumore früh zu erkennen und zu bekämpfen.
Der Leiter des Instituts für Biologische und Medizinische Bildgebung am Helmholtz Zentrum München, Vasilis Ntziachristos, wertet optoakustische Aufnahmen im Labor aus. Die Technik kombiniert die Reize Licht und Ton, um Gewebe von Menschen zu untersuchen. Es könnte eine schonende Alternative sein, um beispielsweise Krebstumore früh zu erkennen und zu bekämpfen. (Bild: Sven Hoppe/dpa)

Mit Laserstrahlen und Ultraschall machen Forscher bisher Unsichtbares sichtbar. Das junge Forschungsfeld Optoakustik kombiniert zwei Reize - und ist für Laien ein farbenprächtiges Schauspiel. Dabei ist die Sache ernst: Die neuen Methoden sollen etwa Krebspatienten helfen.

Die Bilder sehen aus wie abstrakte Kunstwerke: grüne und gelbe Fäden, zu Knubbeln verworren. Rötliche und bläuliche Schleier wabern über den Monitor von Vasilis Ntziachristos. Er ist Forscher und gehört zu den Vorreitern in der jungen wissenschaftlichen Disziplin Optoakustik. Die Technik kombiniert die Reize Licht und Ton und ermöglicht es, tief ins Gewebe von Menschen zu schauen und beispielsweise Tumore zu finden.

Das Verfahren geht unter die Haut - und tut nicht mal weh: Ein Laserstrahl sendet Lichtimpulse aufs Gewebe, das sich dadurch geringfügig erwärmt und ausdehnt. Das wiederum erzeugt Schallwellen, die man mit der richtigen Abhörtechnik messen kann. Daraus erstellt der Computer die bunten Bilder. Die Forscher können an den Aufnahmen beispielsweise ablesen, wie viel Sauerstoff und kleine Blutgefäße im Gewebe stecken. Dadurch können sie auch Behandlungsverläufe nachvollziehen.

Ntziachristos beschäftigt sich seit mehr als zehn Jahren mit dem Thema Optoakustik. Der Professor am Helmholtz Zentrum München und der Technischen Universität München (TUM) entwickelt immer feinere Methoden für die praktische Anwendung. „Das Mikroskop hat eine 350-jährige Geschichte, vorher gab es keine Zellbiologie“, erklärt er. Doch herkömmliche Mikroskope dringen maximal einen Millimeter tief ins Gewebe. Mit den optoakustischen Methoden gelingt es nun, tiefer in den Körper zu blicken - ohne Gewebe entnehmen zu müssen.

Im Klinikum rechts der Isar in München steht eine esstischgroße Anlage mit zahlreichen Sensoren und Linsen, die die grünen und blauen Laserstrahlen umleiten und brechen. Am Ende münden sie an einer Apparatur, die wie ein herkömmliches Mikroskop aussieht. Hier ist auch das zu untersuchende Gewebe platziert - und ein Empfänger für die Ultraschallwellen.

Für die praktische Anwendung ist das natürlich nichts - hierfür haben die Wissenschaftler eine handlichere Variante entwickelt. „Den Laser spürt man nicht“, versichert Mitarbeiter Gael Diot. Zwar darf die Technik noch nicht zur Diagnose genutzt werden. An freiwilligen Brustkrebspatientinnen wird sie aber schon getestet.

Es braucht Zeit, um die bunten Bilder, die der Computer ausspuckt, zu verstehen. „Mit den Ärzten haben wir nach und nach versucht zu interpretieren, was die Abbildungen bedeuten“, sagt Diot. Überhaupt ist fachübergreifende Zusammenarbeit entscheidend für die optoakustische Entwicklung. So ist Ntziachristos Ingenieur. „Ich wollte Lösungen für Probleme in der Medizin entwickeln“, sagt er. Damit das noch besser klappt, werden an der Münchner School of Bioengineering der TUM unter anderem Experten aus Ingenieur-, Natur- und Computerwissenschaften sowie der Medizin zusammengebracht.

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