Multispektrale optoakustische Tomographie (MSOT) für die klinische Diagnostik und das Therapiemonitoring peripherer Gefäßerkrankungen (PVD)

• Antragsteller: Dr. Adrian Taruttis
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227015088

Periphere Gefäßerkrankungen (PVD) sind mit einer hohen Morbidität aufgrund mangelnder Blutversorgung peripherer Gewebe (meist der Unterschenkel und Füße) verbunden, die häufig eine Amputation der betroffenen Gliedmaßen zur Folge haben. Die Diagnose der PVD wird erschwert durch teilweise asymptomatische Verläufe und eine breite Palette zugrundeliegender Erkrankungen, wie Verschlüsse großer Gefäße, Erkrankungen der Mikrovaskulatur aufgrund von Diabetes, Bluthochdruck, etc. Gegenwärtige diagnostische Verfahren, wie der Knöchel-Arm-Index und die Duplex-Sonographie, ermöglichen Aussagen über Morphologie und Hämodynamik der großen Gefäße, allerdings ist dadurch das ursächliche Problem für PVD, die ungenügende periphere Sauerstoffzufuhr, nicht direkt bewertbar. Deshalb sollen PVD Patienten mittels multispektraler optoakustischer Tomographie (MSOT) diagnostiziert werden, da MSOT Bilder zur Funktionalität des Gefäßsystems liefern kann. MSOT ist eine vielversprechende Modalität zur in vivo biomedizinischen Diagnostik. Dabei wird Energie in Form von Lichtpulsen im Gewebe abgegeben, welches sich dadurch ausdehnt und ein Schallwellenmuster abgibt, das an der Gewebeoberfläche nicht-invasiv erfasst wird. Dies ermöglicht eine optische Bildgebung mit hoher Auflösung von Ultraschall und einer Gewebetiefe von mehreren Zentimetern. Da Hämoglobin einer der wichtigsten Absorber von Licht in Gewebe darstellt, ist das Blut- und Gefäßsystem mittels optoakustischer Bildgebung darstellbar. MSOT verwendet mehrere Anregungswellenlängen zur Quantifizierung spezifischer Absorber, so können die verschiedenen Oxygenierungszustände von Hämoglobin anhand ihrer Spektren quantifiziert werden. MSOT soll also zur dynamischen Bildgebung des Gefäßsystems in den Unterschenkeln und Füßen von Patienten mit Verdacht auf PVD, Verschlüssen der großen Arterien und mikrovaskulärer Erkrankungen angewendet werden. So soll die O2-Versorgung anhand der Hämoglobin-Konzentration und des Oxygenierungsgrades bestimmt werden. Ein Therapiemonitoring anhand von Messungen über längere Zeiträume soll durchgeführt, sowie MSOT direkt während der Angioplastie eingesetzt werden, um eine Kontrolle des Behandlungserfolges in Echtzeit zu gewährleisten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Professor Gooitzen Van Dam, Ph.D.