In einem Verbundprojekt des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH), der Universität zu Lübeck und des Medizinischen Laserzentrums Lübeck kommt ein weltweit einzigartiges MHz-OCT-System zum Einsatz, das in ein Mikroskop integriert wurde. Es soll die intraoperative Erkennung funktioneller Hirnareale ermöglichen und die Behandlungsergebnisse bei Hirntumoren verbessern.

Ziel einer Hirntumor-Operation ist es, das Tumorgewebe möglichst vollständig zu entfernen, Hirnareale jedoch, die zum Beispiel das Empfinden oder die Bewegung steuern, zu schonen. Mithilfe einer innovativen bildgebenden Methode arbeitet ein Team der Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Lübeck, daran, diese funktionellen Areale weiter zu verbessern. Das Verbundprojekt „Intraoperative funktionelle Optische Kohärenztomographie in der Neurochirurgie kombiniert mit optischer Tumorlokalisation“ vereint die Expertise der Neurochirurgie, der Medizinisches Laserzentrum Lübeck gGmbH und des Instituts für Biomedizinische Optik der Universität zu Lübeck. Die Deutsche Krebshilfe unterstützt das Projekt im Rahmen der Förderinitiative „Die Chirurgie der Zukunft“ über drei Jahre mit insgesamt 581.000 Euro.

Die optische Kohärenztomografie (optical coherence tomography, OCT) ist ein bildgebendes Verfahren, das mithilfe von Lichtwellen eine bis zu drei Millimeter tiefe Struktur von Geweben in zwei- und dreidimensionalen Aufnahmen sichtbar machen kann. Es hat sich als vielversprechende Methode erwiesen, um während einer Gehirntumoroperation exaktere Grenzen zwischen Tumor- und gesundem Gewebe zu zeigen. Zudem erlaubt es die hochaufgelöste Darstellung von Gefäßen durch Doppler-Messungen, ähnlich der Doppler-Echokardiographie, mit der sich Blutflüsse darstellen lassen. Funktionelle Areale im Gehirn sind unter anderem dadurch erkennbar, dass sie bei Aktivität, zum Beispiel Bewegung, stärker durchblutet werden.

Im Rahmen des seit 2017 laufenden Forschungsprojekts Neuro-OCT, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, wurde ein sogenanntes MHz-(Megahertz)-OCT-System, mit dem mehrere Millionen Tiefenscans pro Sekunde möglich sind, in ein Operationsmikroskop integriert. Die Forschungsgruppe um Dr. Matteo Bonsanto, Oberarzt der Klinik für Neurochirurgie, Campus Lübeck, führte mit dem in Lübeck entwickelten Operationsmikroskop die weltweit ersten und einzigen Anwendungen zur intraoperativen Tumorerkennung bei Patienten durch. Dieses System wird nun im Rahmen des durch die Krebshilfe geförderten Projekts weiterentwickelt. Unter anderem wird untersucht, wie Echtzeit-Volumenmessungen von Blutflussveränderungen nach elektrischen Reizen die Unterscheidung von funktionellen Arealen, insbesondere für Bewegungssteuerung, und Tumorgewebe verbessern können.

„Wir sind überzeugt, dass die Anwendung des MHz-OCT-Systems die Sicherheit während der Operation sowie die Lebensqualität der Patienten nach der OP nachhaltig verbessern kann“, sagt Dr. Bonsanto, der gemeinsam mit Prof. Dr. Robert Huber vom Institut für Biomedizinische Optik und Dr. Ralf Brinkmann vom Medizinischen Laserzentrum Lübeck das Projekt leitet.

Das Ausmaß der Tumorentfernung wirkt sich maßgeblich auf die Überlebenszeit der Patienten und das Risiko für ein Wiederauftreten des Tumors aus. Eine umfangreiche Tumorentfernung in der Nähe des Bewegungszentrums zum Beispiel erhöht jedoch auch das Risiko für Komplikationen nach dem Eingriff wie Bewegungseinschränkungen und Lähmungen. Insbesondere bei Gliomen, den häufigsten hirneigenen Tumoren, und Metastasen ist die Unterscheidung zwischen Tumorgewebe und gesundem Hirngewebe während der Operation noch immer eine Herausforderung. Technologien, die dazu bereits genutzt werden, wie Elektrophysiologie, Fluoreszenzfarbstoffe und Neuro-Navigation stoßen oft an ihre Grenzen. Falsche positive oder negative Signale bei elektrophysiologischen Messungen oder die unzureichende Aufnahme von Fluoreszenzfarbstoffen schränken die Genauigkeit der Ergebnisse ein.

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Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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