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MULTIMODAL SKIN INSPECTION WITH HYBRID ACOUSTIC & OPTICAL SPECTROSCOPIC IMAGING

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Die bildliche Erfassung der Haut voranbringen

Bei einem von fünf Menschen in entwickelten Ländern wird sich eine Hautkrebserkrankung entwickeln. Diese alarmierende Statistik macht neuartige, hochsensible Diagnosemethoden erforderlich.

Gesundheit

Das maligne Melanom ist die aggressivste Hautkrebsart und hat bei jungen Frauen bis 29 eine hohe Prävalenz. Das Auftreten von Hautkrebs ist alleine in den USA zwischen den Jahren 1950 und 2001 um insgesamt beinahe 700 % gestiegen. Dies zeigt deutlich die Gesundheitsbedrohung, die von dem Kontakt mit Sonnenstrahlen ausgeht. Diese düsteren Statistiken werden sich angesichts der UV-Gefahr, die auf den Abbau der Ozonschicht zurückgeht und einer zunehmend älter werdenden Bevölkerung noch verschlechtern. Wird der Hautkrebs erkannt und früh behandelt, liegt die Wahrscheinlichkeit, dass Patienten mehr als fünf Jahre zu leben haben, höher als 95 %. Die meisten Ärzte greifen jedoch nach wie vor ausschließlich auf eine Sichtprüfung als einzige Diagnosemethode für Hautkrebs zurück. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts SKINSPECTION (Multimodal skin inspection with hybrid acoustic & optical spectroscopic imaging) bestand darin, die Untersuchung von Hautverletzungen auf der makroskopischen und mikroskopischen Ebene voranzubringen. Die bestehenden Untersuchungsmodalitäten sind eher deskriptiver als quantitativer Natur und es mangelt diesen an spezifischen Informationen, Auflösung und klinischer Anwendbarkeit. Die SKINSPECTION-Wissenschaftler machten sich daran, diese Einschränkungen über einen multimodalen Bildgebungsansatz anzugehen, der die Multiphotonentomographie, die Fluoreszenzlebensdauermikroskopie, die optoakustische Bildgebung (Optoacoustic Imaging, OA) und eine hochauflösende Ultraschalltechnik beinhaltet. Hierdurch wird eine nicht invasive Methode ermöglicht, um dermatologische Verletzungen über eine molekulare Analyse, eine subzelluläre Auflösung der oberen Hautschichten und eine temporale Auflösung sichtbar zu machen. Bei der optoakustischen Bildgebung werden Breitbandultraschallsignale durch die Absorption kleiner Laserimpulse erzeugt, was eine Bilderfassung von bis zu 3 mm in der Tiefe und eine Auflösung von weniger als 100 µm ermöglicht. Im Anschluss an intensive Entwicklungsarbeit und die Zertifizierung für klinische Tests wurde die Evaluation der Plattform im Zuge einer klinische Studie durchgeführt. Mehr als 700 Verletzungen wurden bildlich erfasst und die statistischen Analysen der Daten deuteten auf eine Korrelation zwischen den definierten Zelleigenschaften und der Erkrankung hin. Abgesehen von einer ausgezeichneten sensitiven Unterscheidung zwischen Verletzungsarten, erwies sich das System als bestens geeignet für die hochauflösende, nicht invasive bildliche Erfassung subkutaner Gefäßsysteme. Zusammen genommen stellt die SKINSPECTION-Bildgebungsplattform ein einzigartiges Instrument für die Erkennung und Diagnostizierung von Hautkrebs dar. Abgesehen von Krebs haben die Partner eine breiter gefächerte Anwendbarkeit für die Erkennung nicht neoplastischer Hauterkrankungen und für die Wiederherstellungschirurgie vor Augen.

Schlüsselbegriffe

Hautkrebs, malignes Melanom, Diagnostik, Multiphotonentomographie, bildlich erfasste Fluoreszenzlebensdauer, optoakustische Bildgebung, Ultraschall

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