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25. 01. 2021
Verfasst von: Bernhard Roth, Anatoly Fedorov Kukk

Diagnose von Hautkrebs – Haut-Scanner ersetzt Skalpell

Zwei Wissenschaftler mit Schutzbrillen sitzen in einem Labor mit einem Lasergerät zur Hautkrebsdetektion © Sonja Smalian, PhoenixD
Prof. Bernhard Roth (links) und sein Doktorand Anatoly Fedorov Kukk beim Testen mit einem Demonstrator-Aufbau. Die Spezialbrillen schützen die Wissenschaftler vor der eingesetzten Laserstrahlung.

Hautkrebs ohne Gewebeentnahme schnell und zuverlässig erkennen – das will ein Forschungsteam der Leibniz Universität Hannover und der Universitäts-Hautklinik Rostock mit einem innovativen bildgebenden Diagnosegerät erreichen. Der neue Hautscanner vereint drei optische Verfahren und arbeitet zudem mit künstlicher Intelligenz, wodurch die Diagnostik kontinuierlich verbessert werden kann.

Drei optische Messverfahren in einem System integriert

Weltweit erkranken immer mehr Menschen an schwarzem Hautkrebs (kutanes Melanom). Je später der Krebs erkannt wird, desto geringer sind die Heilungschancen. Eine eindeutige Diagnose ist derzeit nur nach einer chirurgischen Gewebeentnahme und Laboranalyse möglich. Damit künftig die Diagnose früher, sicherer, schneller und kostengünstiger erfolgen kann, arbeitet ein Team des Hannoverschen Zentrums für Optische Technologien HOT zusammen mit Medizinerinnen und Medizinern der Universität Rostock an einem neuen, nicht-invasiven Diagnoseverfahren.

Drei optische Verfahren kombiniert

Die Physikerinnen und Physiker aus Hannover entwickeln dabei die optische Biopsie. „Der geplante Haut-Scanner soll sowohl die Gut- oder Bösartigkeit eines Hautmals als auch die Eindringtiefe zuverlässig erkennen“, nennt Projektleiter Prof. Bernhard Roth als Ziel. Dafür werden drei optische Verfahren in einem Messsystem integriert, ohne dass sich die Signalgenerierung und Datenaufnahme gegenseitig beeinflussen. Die optische Kohärenztomografie gibt dabei Aufschluss über die Beschaffenheit dünnerer Hautmale. Im Vergleich zum Ultraschall verwendet sie Lichtwellen. Mit der Optoakustik erzeugt ein Laser eine Schallwelle im Gewebe, um dickere Hautmale zu analysieren.

Auswertung durch künstliche Intelligenz

Das dritte Verfahren, die Raman-Spektroskopie, nutzt die Streuung von Licht durch die Haut aus. Dadurch hinterlässt jedes Hautmerkmal einen „Fingerabdruck“, der seine Gut- oder Bösartigkeit zeigt. „Derzeit kann keine andere Technologie eine nicht-invasive Diagnostik ermöglichen. Unser Ansatz ist daher eine echte Innovation“, sagt Bernhard Roth. Die Datenauswertung geschieht mittels Algorithmen des maschinellen Lernens. Die diagnostische Validierung und Erprobung im Klinikalltag erfolgt in der Universitätsmedizin Rostock.

Ein Wissenschaftler hält eine Messsonde über einem Leberfleck auf seinem Arm. © Sonja Smalian, PhoenixD
Nahaufnahme einer Messsonde des optischen Systems, die für den klinischen Einsatz weiterentwickelt wird.

Breites Einsatzfeld für Messgerät

Das Verfahren bietet gleich mehrere Vorteile: Die Hautmale werden durch das Auflegen des Messgerätes auf die Haut gescannt. Der Eingriff mit dem Skalpell entfällt ebenso wie die ungewisse Wartezeit auf das Laborergebnis, dadurch lassen sich zudem Kosten einsparen. „Das neue Gerät könnte auch für andere Hautkrankheiten eingesetzt werden und zu ganz neuen Ansätzen in der Therapiekontrolle führen“, stellt Bernhard Roth in Aussicht. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert die Erforschung der optischen Biopsie. Ein Anmeldeverfahren zur Patentierung ist bereits eingeleitet.

Hier finden Sie weitere Informationen:

Projektpartner:

Prof. Dr. Bernhard Wilhelm Roth
Prof. Dr. Bernhard Roth
Adresse
HOT – Hannoversches Zentrum für Optische Technologien
Leibniz Universität Hannover
Prof. Dr. Bernhard Wilhelm Roth
Prof. Dr. Bernhard Roth
Adresse
HOT – Hannoversches Zentrum für Optische Technologien
Leibniz Universität Hannover
Anatoly Fedorov Kukk, M.Sc.
Adresse
HOT – Hannoversches Zentrum für Optische Tech-nologien
Leibniz Universität Hannover
Anatoly Fedorov Kukk, M.Sc.
Adresse
HOT – Hannoversches Zentrum für Optische Tech-nologien
Leibniz Universität Hannover
Leibniz Universität Hannover, uni transfer
Adresse
Brühlstraße 27
30169 Hannover
Leibniz Universität Hannover, uni transfer
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Brühlstraße 27
30169 Hannover