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Optische Biopsie zur Gewebediagnostik von Plattenepithelkarzinomen im oberen Aerodigestivtrakt mittels Konfokaler Laserendomikroskopie

Fachliche Zuordnung Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie
Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Förderung Förderung von 2020 bis 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439264659
 
Erstellungsjahr 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die konfokale Laser-Endomikroskopie (CLE) ist ein optisches Bildgebungsverfahren, das Laserlicht nutzt, um oberflächliches Gewebe abzubilden. Sie verwendet Fluorescein als Kontrastmittel, das sich in die Mikrozirkulation, interzelluläre Räume und zytoplasmatische Komponenten des Gewebes verteilt und so die Visualisierung und strukturelle Analyse von Zellgewebe und abnormalen Mustern der Mikrozirkulation von Schleimhäuten ermöglicht. Diese sichtbaren Veränderungen sind typisch für Tumorgewebe, auch im Kopf-/Hals-Bereich. Kopf- und Halskrebs betrifft weltweit über 2,5 Millionen Menschen und verursacht jährlich 379.000 Todesfälle. Plattenepithelkarzinome (SCC) stellen im Mund- und Rachenraum über 90% aller Krebsarten dar, ebenso wie fast 100% der bösartigen Tumore am Kehlkopf. Über zwei Drittel der Patienten werden in einem fortgeschrittenen Tumorstadium diagnostiziert, was die Behandlungsoptionen einschränkt und zu erhöhter Radikalität und Mortalität führt. Aktuell ist die invasive Gewebebiopsie mit histopathologischer Bewertung der Goldstandard der Diagnose, birgt jedoch Risiken wie Infektionen, Blutungen und Gewebeschäden. CLE könnte eine nicht-invasive optische Biopsie in Echtzeit ermöglichen, um unnötige Biopsien zu vermeiden, gesundes Gewebe zu schonen und eine frühe Tumorerkennung in bisher unverdächtigen Regionen zu erreichen. In unserem Projekt untersuchten wir den Nutzen von CLE an der Mund-, Rachen- und Kehlkopfschleimhaut. CLE erwies sich als geeignet, SCC von normaler Schleimhaut zu unterscheiden, sowohl für erfahrene als auch für unerfahrene Bewerter mit entwickelten Bewertungskriterien. Erstmals konnten physiologische Unterschiede der Schleimhäute visualisiert und bei der Diagnose berücksichtigt werden. Morphologische Merkmale wie Gewebehomogenität, Zellstruktur, Blutgefäßmorphologie, Kern-Zytoplasma-Verhältnis und Zellcluster wurden als aussagekräftig identifiziert. Dies ermöglicht eine In-vivo-Diagnose und intraoperative Bestimmung der Resektionsränder, kann aber die Gefrierschnittanalyse noch nicht ersetzen, bietet jedoch das Potenzial für gezieltere Biopsien und Schonung gesunden Gewebes. Die automatische Klassifizierung der Videodatenbank und eine robuste automatische Artefaktentdeckung wurden im Rahmen des Projekts weiterentwickelt.

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