Bildgebung – Sauerstoff im Gewebe sichtbar machen

Wie blickt man in den menschlichen Körper, ohne zu operieren? Eine der großen Herausforderungen auf diesem Feld ist es, Sauerstoff in Gewebe sichtbar zu machen. Ein Team um Prof. V. Ntziachristos, München, hat dazu einen neuen Ansatz entwickelt. Die Methode wurde im Juni in Nature Communications beschrieben (DOI: 10.1038/ncomms12121).

In den vergangenen Jahren haben sich die Forschungsbemühungen auf diesem Gebiet auf optoakustische Methoden konzentriert. Diese, insbesondere die multispektrale optoakustische Tomografie (MSOT), sind eines der Kerngebiete der Arbeit von Vasilis Ntziachristos. Bei einer MSOT-Aufnahme wird Licht zuerst in Schall und dann in visuelle Informationen umgewandelt. In der Vergangenheit haben verschiedene Wissenschaftler versucht, zu berechnen, wie das Gewebe die Verbreitung des Lichts beeinflussen wird. „Gewebe ist aber optisch so komplex, dass dieser Ansatz bisher noch nicht flexibel auf optoakustische Bilder von Gewebe im lebenden Organismus angewendet werden konnte“, sagt S. Tzoumas, Erstautor des Artikels.

Die Münchner Forscher haben einen völlig anderen Ansatz entwickelt. Ihre eMSOT genannte Methode verzichtet von vornherein darauf, den Weg des Lichtes durch komplexes Gewebe zu berechnen. Stattdessen macht sie sich die Entdeckung zunutze, dass sich das Spektrum des Lichts in Gewebe mithilfe einer kleinen Anzahl an Grundspektren (sog. Eigenspektren) beschreiben lässt, die durch Computersimulationen ermittelt werden können. Die Methode nutzt Daten eines konventionellen MSOT-Geräts in Kombination mit einem neuen Algorithmus, welcher die Effekte der Lichtstreuung und -absorption innerhalb des Gewebes korrigiert und akkurate Bilder der Sauerstoffmenge innerhalb des Gewebes erstellt. Mithilfe von eMSOT konnten die Wissenschaftler den Sauerstoffgehalt von Blut in lebendem Gewebe 1 cm unter der Hautoberfläche messen. Im Vergleich zu anderen optischen und optoakustischen Ansätzen beobachteten die Forscher bei eMSOT eine deutlich verbesserte Genauigkeit der Ergebnisse.

Nach einer Mitteilung der Technischen Universität München