Ziel: Mithilfe des räumlich aufgelösten FTIR-Imagings werden spektrale Marker identifiziert
und charakterisiert um verschiedene Kolonkarzinome zu spezifizieren. Dieser Ansatz
kann eine zuverlässige, differenzierte, schnelle und frühe Diagnose ermöglichen. So
soll ein tieferer Einblick in die Entwicklung der Kolonkarzinome und Effektivität
therapeutischer Ansätze erzielt werden.
Methoden: Die Analyse von Gewebeproben verschiedener Patienten erfolgte durch ein FTIR-Imagingsystem. Dabei wird ein Feld von 64*64 Spektren gleichzeitig aufgenommen. Jedes dieser Spektren
beinhaltet die ortspezifische Information aller Proteine. Die Spektren sind dabei
ein charakteristischer „Fingerabdruck„. Die Auswertung wurde mit Methoden der Bioinformatik
durchgeführt. Falschfarbenbilder aus hierarchischen Clusteranalysen (HCA) wurden im
direkten Vergleich zur H&E Färbung durch den Pathologen annotiert. Diese Annotation
diente der Charakterisierung der Spektren nach Gewebetypen. Aufgrund dieser Daten
konnte eine automatische Erkennung durch ein random forest trainiert werden. Dabei wurden 21 Klassen mit jeweils min 1200 Spektren unterschiedlicher
Patienten festgelegt.
Ergebnisse: Bei der automatische Erkennung eines Kolongewebeschnittes Abb.1 wird unter anderem
zwischen Tumor (rot), entzündlichem Gewebe (pink), Muskulatur (braun), Submukosa (grün),
Kryptenzellen (türkis) und Blut (oliv) unterschieden. Dieses kann unabhängig vom Patienten
und den FTIR-Messgeräten angewendet werden und zeigt eine Genauigkeit 79%.
Abb.1: Automatische Erkennung des Kolonkarzinoms
Diskussion: Das FTIR-Imaging gekoppelt mit Klassifizierungsalgorithmen stellt eine schnelle und
zukunftsweisende Methode der Tumorerkennung dar. Zukünftig wird es möglich sein, bestimmte
genetische Eigenschaften der Tumoren mittels FTIR-Imaging zu erkennen.
