Brennpunkt

Spezialkamera spürt Tumore auf

Krebspatienten haben die besten Heilungschancen, wenn bösartiges Gewebe restlos entfernt wird. Doch oft sind die winzigen Krebsnester für Chirurgen kaum zu erkennen. Eine neue Kamera spürt versteckte Tumore während einer Operation auf.

Fraunhofer IPA

Tumoroperationen sind selbst für versierte, erfahrene Chirurgen eine große Herausforderung. Denn zum einen lassen sich die Ränder des Tumorgewebes nur sehr schwer von normalem Gewebe unterscheiden. Zum anderen sind verstreute Krebsnester und Frühkarzinome kaum zu erkennen.

Beim Entfernen der Tumorherde ist der Arzt bislang allein auf sein geschultes Auge angewiesen. Jetzt haben Forscher der die Frauenhofer-Gesellschaft eine Kamera entwickelt, die sowohl bösartiges Gewebe markiert, als auch solches, das nicht verletzt werden soll. 

Der Trick

"Multispektrales Fluoreszenz-Kamerasystem" haben die Wissenschaftler der Fraunhofer-Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie (PAMB) ihre neue Operationshilfe genannt. Die Spezialkamera soll künftig selbst kleinste, leicht übersehbare Tumorreste während der Operation sichtbar machen und dadurch Chirurgen bei den komplizierten Eingriffen unterstützen. Der Trick: Die Kamera zeigt Fluoreszenzfarbstoffe an, die das Tumorgewebe einfärben. Sie werden dem Patienten vor der Operation in die Venen injiziert und docken auf dem Weg durch den Körper gezielt am Tumor an.

Bösartiges Gewebe leuchtet

Wird das entsprechende Areal dann mit Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt, wird die Fluoreszenz angeregt und das bösartige Gewebe leuchtet grün, blau, rot oder in einer anderen Farbe - je nach verwendetem Farbstoff. Das Aussehen des gesunden Gewebes bleibt unverändert. So kann der Operateur Tumorherde sehen, die er mit bloßem Auge nicht erkennt.

So kann der Operateur Tumorherde sehen, die er mit bloßem Auge nicht erkennen würde. Das Besondere am Konzept ist: Ihr Kamerasystem kann im Gegensatz zu den bisherigen Systemen mehrere Fluoreszenzfarbstoffe gleichzeitig in Echtzeit anzeigen. So können auch Arterien und dünne Nerven, die während eines Eingriffs nicht verletzt werden dürfen, markiert werden, denn auch sie lassen sich spezifisch einfärben.

Bis zu vier Farbstoffe zeitgleich

Für die Aufnahmen sind eine Kamera und ein Filterset nötig, das bis zu vier Farbstoffe zeitgleich darstellen kann. "Wie gut ein Farbstoff durch die Kamera sichtbar ist, hängt in hohem Maß von der Auswahl des richtigen Fluoreszenz-Filtersets ab. Der Filter trennt das eingestrahlte Anregungslicht vom abstrahlenden Fluoreszenzlicht, so dass sich das kranke Gewebe auch bei sehr geringer Lichtintensität von der Umgebung abhebt", erklärt Nikolas Dimitriadis vom PAMB.

Eine eigens entwickelte Software analysiert und verarbeitet die Bilder in Sekundenschnelle und präsentiert sie fortlaufend während der Operation auf einem Monitor. Dabei wird das normale Farbbild mit den Informationen aus dem Fluoreszenzbild überlagert. "Der Operateur erhält wesentlich genauere Informationen. Millimetergroße Tumorreste oder Metastasen, die er sonst womöglich übersehen würde, sind am Bildschirm im Detail zu erkennen", sagt Dimitriadis.

Erste klinische Versuche ab 2014

OP-Mikroskope und Endoskope könnten mit der neuen Technik aufgerüstet werden, sagen die Forscher. 2014 soll sich das multispektrale Fluoreszenz-Imagingsystem dann am Menschen bewähren: Dann sind erste klinische Versuche geplant.

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