Tumore mit Laserlicht finden

Für die Routineanwendung in Klinik und Biomedizin integrierte das Jenaer Forscherteam einen multimodalen Bildgebungsansatz in ein einfach zu bedienendes Mikroskop. (Foto: Leibniz-IPHT)

Ein kompaktes Gerät für die schnelle operationsbegleitende Krebsdiagnostik haben jetzt Forscher aus Jena entwickelt. Das optische Verfahren soll Chirurgen künftig dabei unterstützen, Tumore exakter zu entfernen. Perspektivisch könnten so Krebs-Operationen ganz ohne Skalpell möglich werden.

Derzeit vergehen bis zu vier Wochen, bis Patienten Sicherheit darüber haben, ob bei einer Krebs-Operation wirklich der gesamte Tumor entfernt worden. Das neue Verfahren könnte die bisherige Prozedur revolutionieren: Mit Laserlicht machen die Forscher krebsartiges Gewebe sichtbar. Dadurch sollen dem Operationsteam in Echtzeit Informationen zur Verfügung stehen, um Tumore und Tumorränder sicher zu identifizieren und zu entscheiden, wie viel Gewebe weggeschnitten werden muss.

Kompaktes Mikroskop und KI

Kern des neuen Verfahrens ist ein kompaktes Mikroskop, das ein Forscherteam des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), der Friedrich-Schiller-Universität, des Universitätsklinikums sowie des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena entwickelt hat. Es kombiniert drei Bildgebungstechniken und erzeugt anhand von Gewebeproben während der Operation räumlich hoch aufgelöste Bilder der Gewebestruktur. Eine Software macht Muster und molekulare Details sichtbar. Mithilfe von künstlicher Intelligenz (KI) werden diese Daten. Den Wissenschaftlern zufolge ist die automatisierte Analyse schneller und verspricht ein verlässlicheres Ergebnis als die derzeit übliche Schnellschnitt-Diagnostik, die nur von einem erfahrenen Pathologen ausgewertet werden kann und immer noch nachträglich abgesichert werden muss. 

Bessere Heilungschancen

Das optische Diagnose-Verfahren soll dabei helfen zu vermeiden, dass ohnehin geschwächte Patienten sich einer erneuten Operation unterziehen müssen. Dadurch sollen die Heilungschancen der Patienten verbessert werden. In fünf Jahren könnte das kompakte Mikroskop nach Einschätzung von Professor Jürgen Popp in der Klinik stehen. Der  wissenschaftliche Direktor des Leibniz-IPHT hat den Laser-Schnelltest mit erforscht. 

Dem deutschen Gesundheitssystem könnte das erhebliche Kosten einsparen. „Eine Minute im Operationssaal ist die teuerste Minute im gesamten Klinikbetrieb“, sagt Professor Orlando Guntinas-Lichius, Direktor der Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde am Universitätsklinikum Jena. Bei Tumoren im Kopf-Hals-Bereich etwa werden nach knapp jeder 10. Operation nachträglich Krebszellen aufgefunden. 

Mit Licht Tumore finden und entfernen

Derzeit forschen die Wissenschaftler bereits an einer weiteren Lösung. Sie soll die einzigartigen Eigenschaften des Lichts dazu nutzen, um Tumore im Inneren des Körpers frühzeitig zu erkennen und gleich zu entfernen. „Dafür brauchen wir neuartige Verfahren, die nicht mehr mit starren Optiken funktionieren, sondern mit flexiblen Endoskopen“, so Jürgen Popp. Solche Fasersonden fertigen Technologen am Leibniz-IPHT: Glasfasern, dünner als ein menschliches Haar. Sie eröffnen einen Weg zu einer minimal-invasiven Medizin, die eine schonende Diagnose und Heilung möglich macht. „Unsere Vision“, sagt Jürgen Popp, „ist es, Licht zu nutzen, um den Tumor nicht nur zu identifizieren, sondern ihn gleich zu entfernen.“ Dann könnten Ärzte auf das Schneiden mit einem Skalpell verzichten und könnten den Tumor lichtbasiert Schicht für Schicht vollständig abtragen. In zehn bis fünfzehn Jahren wollen die Forscher eine solche Lösung erarbeiten. Das, prophezeit Popp, „wäre ein Riesenschritt in eine ganz neue Tumordiagnostik und -therapie.“