Globale Erfassung der Sauerstoffsättigung im Gewebe – eine Innovation in der Medizintechnik

BMBF-Projekt „Sense4Life“ entwickelt mobilen Handscanner zur Vor-Ort-Analyse der Gewebeoxygenierung.
Grüner Laser im Laboraufbau mit optischen Linsen uns Spiegeln

Versuchsaufbau für die multispektrale optoakustische Spektroskopie (MSOT) Bild: Andreas Heddergott, Technische Universität München; Vasilis Ntziachristos, Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung und Technische Universität München, Lehrstuhl für biologische Bildgebung

01.03.16

Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) / BMBF-Verbundprojekt „Sense4Life“

Mit der Forschungskooperation „Sense4Life“ wollen Wissenschaftler des Instituts für Biologische und Medizinische Bildgebung des Helmholtz Zentrums München gemeinsam mit iThera Medical GmbH und dem Klinikum rechts der Isar einen kostengünstigen und benutzerfreundlichen Handscanner zur Vor-Ort-Analyse der Gewebeoxygenierung entwickeln. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

Die Versorgung mit Sauerstoff ist essentiell für das Überleben des Menschen. Daher ist das Maß der Sauerstoffversorgung eines Gewebes für Mediziner ein unverzichtbares Merkmal, um den Zustand eines Patienten z.B. während eines medizinischen Eingriffs zu überwachen. Aber auch in der Sportphysiologie oder bei der Überwachung der sog. Schlafapnoe, also dem zeitweiligen Aussetzen der Atmung während des Schlafs, liefert die Sauerstoffsättigung im Gewebe wichtige Informationen.

Insbesondere bei bewusstlosen Patienten können entsprechende Messungen frühzeitig Hinweise auf einen bevorstehenden klinischen Schock oder das bevorstehende Versagen von Vitalorganen liefern. Allerdings konnte dies mit den bisher verfügbaren Methoden nur invasiv und auch nur punktuell geschehen.

Um den Medizinern hier eine bessere Alternative zu bieten, hat sich ein Konsortium im Verbundprojekt „Sense4Life“ zusammengefunden, um auf der Basis der sog. optoakustischen Spektroskopie, nicht-invasiv Bilder von der Sauerstoffsättigung wichtiger Geweberegionen zu erzeugen und den Medizinern damit ein völlig neues Diagnosewerkzeug an die Hand zu geben.

Obwohl sehr elegant, ist diese Methode zurzeit nur eingeschränkt einsetzbar, was auf die Lichtstreuung innerhalb des Gewebes zurückzuführen ist. Dadurch ist derzeit die Untersuchung tieferliegender Gewebeschichten nahezu unmöglich. Doch das soll sich nun ändern: Im Rahmen des Verbundprojektes „Sense4Life“ soll eine Weiterentwicklung dieses Messverfahrens erforscht werden.

Lichtecholot für Gewebeuntersuchungen

Hierbei soll die Modulation der Lichtquelle derart modifiziert werden, dass der Ort der Signalerzeugung wie bei einem Echolot sehr genau bestimmt werden kann und mit Hilfe innovativer Auswertemethoden Bilder der Sauerstoffsättigung in den tieferen Gewebeschichten erzeugt werden können. Der Arzt sieht damit auf einen Blick wie die untersuchten Gewebeareale mit Sauerstoff versorgt werden und kann je nach Situation z.B. bessere Therapieansätze wählen oder vorbeugende Maßnahmen einleiten.

Die Arbeiten sollen zur Entwicklung eines mobilen Handdiagnosegerätes führen, mit dem sich die Untersuchungen schnell und einfach durchführen lassen. Medizinern in allen Bereichen wird damit ein neues preiswertes Diagnosegerät zur Verfügung gestellt, mit dem sich eine Vielzahl von Erkrankungen und Notfallsituationen schon im Vorfeld erkennen und durch vorbeugendes Eingreifen vermeiden lassen. Ebenso wird die Patientenüberwachung in der Klinik, Arztpraxen und auch im Rahmen der häuslichen Pflege deutlich verbessert.

Mit der Forschungskooperation „Sense4Life“ wird die Entwicklung innovativer Technologien gefördert, die erstmals zur Erfassung der Sauerstoffsättigung im Gewebe führen. Das Forschungsprojekt startete im Januar 2016, läuft über einen Zeitraum von drei Jahren und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung innerhalb der Förderinitiative „Vor-Ort-Analytik mit photonischen Verfahren für den Einsatz in den Lebenswissenschaften“ mit knapp zwei Millionen Euro gefördert.

Die Projektpartner

  • Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln.
  • Das Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung (IBMI) erforscht In-Vivo-Bildgebungstechnologien für die Biowissenschaften und für klinische Anwendungen. Ziel ist es, innovative Werkzeuge für biomedizinische Labore sowie für die Diagnose und zur Überwachung von Therapien bei Erkrankungen bereit zu stellen.
  • iThera Medical GmbH entwickelt und vermarktet biomedizinische bildgebende Systeme basierend auf einer neuartigen Technologie namens Multispektrale Optoakustische Tomographie (MSOT).
  • Das Klinikum rechts der Isar (MRI) ist das Universitätsklinikum der Technischen Universität München (TUM). Auf vielen Gebieten besteht eine intensive Zusammenarbeit zwischen den Forschungseinrichtungen der TUM und dem Klinikum. Das MRI besteht aus über 30 unterschiedlichen Kliniken und Abteilungen und deckt das gesamte Spektrum der modernen Medizin ab.

Verbundkoordinator als fachlicher Ansprechpartner

Prof. Vasilis Ntziachristos
Helmholtz Zentrum München
Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH)
Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung

Tel.: 089-3187-3852
E-Mail: vntziachristos@helmholtz-muenchen.de

Weitere Informationen

Download Steckbrief BMBF-Verbundprojekt Sense4Life (PDF)

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