Intraoperative funktionelle Neuro-OCT kombiniert mit optischer Tumorlokalisierung
Dieses innovative Projekt vereint die Expertise der Neurochirurgie, des Medizinischen Laserzentrums Lübeck gGmbH und des Instituts für Biomedizinische Optik der Universität zu Lübeck. Im Rahmen der Förderinitiative „Die Chirurgie der Zukunft“ unterstützt die Deutsche Krebshilfe dieses Vorhaben über drei Jahre mit insgesamt 581.000 Euro, geplante Laufzeit bis 2027. Im Fokus steht die Entwicklung einer intraoperativen Methode, die funktionelle Optische Kohärenztomographie (OCT) mit präziser optischer Tumorlokalisation kombiniert.
Das Hauptziel bei Operationen von Hirntumoren im Zentralnervensystem (ZNS) ist eine möglichst vollständige Entfernung des Tumors (maximale Resektion) bei gleichzeitiger Schonung funktioneller Hirnareale. Es ist wissenschaftlich belegt, dass das Ausmaß der Tumorresektion maßgeblich mit einer verlängerten Überlebenszeit und einem geringeren Risiko für Rezidive korreliert. Jedoch erhöht eine umfangreiche Resektion auch das Risiko postoperativer Komplikationen, wie etwa Einschränkungen in Bewegung, Sensorik, Sprache oder Sehkraft.
Bestehende intraoperative Technologien wie Elektrophysiologie, Fluoreszenzfarbstoffe und Neuro-Navigation stoßen oft an ihre Grenzen. Insbesondere bei Gliomen und Metastasen ist die Unterscheidung zwischen Tumorgewebe und vitalem Hirngewebe während der Operation noch immer eine große Herausforderung. Fehlinterpretationen, wie falsche positive oder negative Signale bei elektrophysiologischen Messungen, oder technische Limitationen, wie die unzureichende Aufnahme von Fluoreszenzfarbstoffen, schränken die Präzision ein.
Ziel
Funktionelle Hirnareale lassen sich dadurch detektieren, dass sie bei Aktivität stärker durchblutet werden. Im FiOCT-Projekt soll die Anwendung der funktionellen MHz-OCT intraoperativ eingesetzt und weiterentwickelt werden. Dabei wird untersucht, wie Echtzeit-Volumenmessungen von Blutflussveränderungen nach elektrischen Stimuli die Unterscheidung von funktionellem zu nicht-funktionellem Hirngewebe verbessern können.
Hintergrund
Der technologische Ansatz ist die Optische Kohärenztomographie (OCT), die häufig als „Licht-Ultraschall“ beschrieben wird. Sie ermöglicht mikroskopische Einblicke in Gewebe. OCT hat sich in den letzten Jahren als vielversprechende Methode zur Unterscheidung von tumorösem und gesundem Hirngewebe erwiesen. Zudem erlaubt sie die hochaufgelöste Darstellung von Gefäßen durch Doppler-Messungen, ähnlich der Doppler-Echokardiographie, mit der sich Blutflüsse darstellen lassen.
In einem vorangegangenen Projekt („Neuro-OCT“, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, ID: 13GW0227 A-C) entwickelte die Lübecker Forschungsgruppe das weltweit erste MHz-OCT-System, das mit einer Geschwindigkeit von 1,6 Millionen A-Scans pro Sekunde arbeitet. Dieses System wurde erfolgreich in ein Operationsmikroskop integriert und bietet hochauflösende Echtzeit-Bilder.