Lichtwelten in der diagnostischen Medizin

Abstract

ZusammenfassungDie optische Bildgebung spielte immer schon eine zentrale Rolle bei der Aufklärung von biologischen und physiologischen Mechanismen in der modernen Biologie und Medizin. Ausgehend von den guten Erfahrungen in der Lichtmikroskopie, hat man in jüngster Zeit anspruchsvolle meso- und makroskopische optische Bildgebungssysteme geschaffen. Alle optischen Bildgebungsverfahren zeichnen sich durch hohe Benutzerfreundlichkeit und Empfindlichkeit aus, sie sind mit verhältnismäßig geringen Kosten verbunden und kommen ohne Radioaktivität aus. Ihre klinische Leistungsfähigkeit wird in der intraoperativen bildgebenden Darstellung des zu entfernenden Gewebeareals und in der Radiotracer-freien Diagnostik von Erkrankungen in Körperarealen mit guter Zugänglichkeit für Licht gesehen. Aus pathomorphologischer Sicht hat man sich dabei insbesondere auf die Darstellung von Tumoren und Entzündungen fokussiert. Im Sinne eines guten Signal-Hintergrund-Verhältnisses und eines verbesserten Informationsgewinns aus größeren Gewebetiefen ist die bildgebende Detektion von Fluoreszenzfarbstoffen mit Emissionsmerkmalen im nahen Infrarotbereich des Spektrums günstig. Eine große Herausforderung sind allerdings die vielseitigen Photoneninteraktionen mit dem Gewebe. Die bisherigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten haben verschiedene optische In-vivo-Bildgebungsverfahren hervorgebracht, die teilweise noch im experimentellen Stadium sind (z. B. fluoreszenzvermittelte Tomographie, multispektrale In-vivo-Bildgebung, Biolumineszenz, Raman-Spektroskopie etc.), während andere schon den Einzug in die klinische Situation vollzogen haben (z. B. Fluoreszenz-Reflexionsbildgebung, optoakustische Bildgebung). Die wichtigsten optischen Verfahren werden in diesem Übersichtsartikel vorgestellt.