Technologie für präzisere Krebs-Operationen
Verbindung modernster Laser- und Bildgebungsverfahren mit künstlicher Intelligenz eröffnet neue Möglichkeiten.
Krebsoperationen könnten durch eine neue Technologie zukünftig sicherer werden: Ein interdisziplinäres Forschungsteam am Leibniz-Institut für photonische Technologien hat in Zusammenarbeit mit der Uni Jena, dem Uniklinik Jena und dem Unternehmen Grintech ein neuartiges Endoskop entwickelt, das Tumorgewebe präzise erkennen und gezielt entfernen kann – in Echtzeit während der Operation. Die Verbindung modernster Laser- und Bildgebungsverfahren mit künstlicher Intelligenz eröffnet neue Möglichkeiten, die Belastung für Patienten zu reduzieren.
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Die vollständige Entfernung eines Tumors, ohne gesundes Gewebe zu beschädigen, ist eine der größten Herausforderungen in der Krebschirurgie. Bisherige Methoden wie Gewebeentnahmen während der Operation liefern erst nachträglich Klarheit über den Behandlungserfolg. Das vom dem Team entwickelte Endoskop, das mit Licht und künstlicher Intelligenz arbeitet, erkennt Tumorgrenzen präzise – ohne den Einsatz von Farbstoffen.
„Unsere Technologie kombiniert unterschiedliche optische Bildgebungsmethoden im Rahmen eines multimodalen Ansatzes, um die chemischen und strukturellen Eigenschaften von Gewebe in Echtzeit zu analysieren“, erklärt Jürgen Popp vom Leibniz-IPHT und der Uni Jena, der mit seinem Team seit über einem Jahrzehnt an der Technologie forscht. „Das ermöglicht es, Tumorgrenzen mit hoher Präzision zu identifizieren.“
Die Bildauswertung erfolgt durch künstliche Intelligenz, die relevante Informationen blitzschnell aufbereitet und dem Operationsteam zur Verfügung stellt. Damit können Chirurgen noch während des Eingriffs fundierte Entscheidungen treffen. Das Besondere an der neuen Technologie: Diagnose und Therapie werden in einem Gerät vereint. Ein integrierter Femtosekundenlaser trägt krankes Gewebe präzise ab, ohne umliegendes, gesundes Gewebe zu schädigen.
In präklinischen Tests mit Gewebeproben von fünfzehn Patienten wurde dieses Prinzip bereits erfolgreich erprobt. Die Technologie erzielte eine Erkennungsgenauigkeit von 96 Prozent und konnte Tumorgewebe mit einer bisher unerreichten Präzision entfernen.
Die Entwicklung der Technologie ist Teil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts TheraOptik. Aktuell befindet sich die Technologie in der präklinischen Testphase. Der nächste Schritt ist eine klinische Studie mit einer größeren Patientengruppe. „Unser Ziel ist es, dass dieses lichtbasierte Verfahren in einigen Jahren standardmäßig in der Krebschirurgie eingesetzt werden kann“, erklärt Popp. Langfristig könnte die Technologie auch in anderen Bereichen wie der Dermatologie oder Neurochirurgie zum Einsatz kommen.
L.-IPHT / RK
Weitere Infos
- Originalveröffentlichung
M. Calvarese et al.: Endomicroscopic AI-driven morphochemical imaging and fs-laser ablation for selective tumor identification and selective tissue removal, Sci. Adv. 10, eado9721 (2024); DOI: 10.1126/sciadv.ado9721 - Abt. Spektroskopie / Bildgebung (J. Popp), Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V., Jena
