Gewebecharakterisierung mittels fraktalem Fluoreszenzabklingverhalten und optischer Kohärenztomografie

Die Gewebecharakterisierung im Bereich der Haut spielt für eine Vielzahl von Erkrankungen - unter anderem auch immunvermittelten Hautkrankheiten - eine wichtige Rolle. Um eine möglichst genaue und gleichzeitig vielseitige Charakterisierung von Hautgewebe zu erreichen, werden neben der Sichtkontrolle durch Dermatologen zunehmend diagnostische Hilfssysteme eingesetzt. Es wurden verschiedene Charakterisierungsverfahren, die bereits im Fraunhofer IKTS eingesetzt werden, auf ihre Eignung für die Gewebecharakterisierung von Haut getestet. Zunächst geschah dies an gutartigen Hautveränderungen, um die Anwendbarkeit an Haut zu demonstrieren und gleichzeitig die Möglichkeit des diagnostischen Einsatzes für Hautkrebs zu evaluieren. Krebserkrankungen sind neben Herz-Kreislauf-Erkrankungen die zweithäufigste Todesursache weltweit - Melanome sind eine dieser Erkrankungen. Eine Unterscheidung von gutartigen Hautveränderungen und etwaigen Melanomen ist für die Krebsfrüherkennung und entsprechende Therapieeinleitung von großer Bedeutung. Dermatologen beurteilen verdächtige Hautveränderungen aktuell nach der sogenannten ABCDE-Regel. Eine eindeutige Beurteilung der Veränderungen ist meist erst nach einer Biopsie und der histologischen Beurteilung des entnommenen Gewebes möglich. Trotz vielfältigen diagnostischen Möglichkeiten sind viele Beurteilungen durch Dermatologen fehlerhaft. Für eine Unterstützung des Dermatologen und Pathologen im klinischen Umfeld wurde daher nach einer Strategie gesucht, die eine objektive Beurteilung von veränderten Hautgeweben ermöglicht. Diese wurde im Rahmen von Voruntersuchungen an einem Labormessplatz evaluiert. Für die Planung des Messplatzes erfolgte zunächst die Auswahl und Anpassung der möglichen Messverfahren. Es wurden zwei Technologien hinsichtlich der Einsatzfähigkeit für Hautuntersuchungen evaluiert: die optische Kohärenztomographie (OCT) und das fraktale Fluoreszenzabklingverhalten (FFD). Für die Anwendung von OCT für Hautuntersuchungen wurde gezeigt, dass ein OCT System mit einer zentralen Wellenlänge von 1325 nm für den kombinierten Messplatz geeignet ist. Es wurde eine optimierte Messmethodik entwickelt, mit der Hautveränderungen dargestellt, von normaler Haut abgegrenzt und hinsichtlich ihrer Tiefe vermessen werden konnten. Für die FFD-Anpassung wurde in Voruntersuchungen an Schweinehaut gezeigt, dass ein für Hautuntersuchungen gesundheitlich unbedenklicher Laser der Wellenlänge 489 nm den UV-Laser (375 nm) im bestehenden Messsystem ersetzen kann. Auf Basis der Voruntersuchungen wurde ein innovativer multifunktionaler optischer Labormessplatz geschaffen, der die Technologien OCT und FFD beinhaltet und auf die Vermessung der Hautveränderungen angepasst ist. Mit dieser Multiparametertechnologie konnten strukturelle (OCT) und biochemische (FFD) Informationen gewonnen werden. Eine zeitlich parallele Durchführung der integrierten Verfahren konnte nicht ermöglicht werden. Die Messungen erfolgten jedoch in kurzem zeitlichem Abstand, sodass ein Verrutschen des zu untersuchenden Hautareals vermieden wurde. Am multifunktionalen Labormessplatz wurde eine Studie durchgeführt, in der insgesamt 17 Probanden mit 64 Hautveränderungen erfasst wurden. Die Ergebnisse der Voruntersuchungen und der Probandenstudie werden im Poster präsentiert.