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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Wiener Forscher: Neue Lasertechnologie fürs Auge |
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| | | Mit Hilfe modernster Festkörper-Lasertechnologie haben Wiener Wissenschaftler ein neues Diagnoseverfahren für Augenkrankheiten entwickelt, das berührungslos und damit schmerzfrei Untersuchungen des Auges mit bisher unerreichter Genauigkeit ermöglichen soll. |
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Die so genannte optische Kohärenztomographie wird derzeit im Rahmen eines neuen Christian-Doppler-Laboratoriums zur Serienreife weiterentwickelt.
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Adaption für Krebsdiagnose |
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Die Forscher um Laborleiter Wolfgang Drexler vom Institut für Medizinische Physik der Uni Wien arbeiten auch daran, das neue Abbildungsverfahren für die frühzeitige Krebsdiagnose in verschiedenen medizinischen Bereichen zu adaptieren.
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Optische Kohärenztomographie
Die optische Kohärenztomographie funktioniert vom Prinzip her ähnlich wie herkömmliche Ultraschall-Untersuchungen. Während aber beim Ultraschall Schallwellen verwendet werden, um mittels Reflexionen ein Bild des untersuchten Gewebes zu rekonstruieren, kommen bei der neuen Methode modernste breitbandige polychromatische Festkörperlaser zum Einsatz.
Diese Lichtstrahlen werden von feinsten zellulären Strukturen des untersuchten Gewebes reflektiert. "Damit erreichen wir eine rund 100mal bessere Auflösung als mit herkömmlichen Ultraschall", erklärte Drexler im Gespräch mit der APA. |
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Geringe Leistung für Vermeidung von Schäden |
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Die Leistung des Lasers ist mit 500 Mikrowatt äußerst gering, sodass es bei der Untersuchung zu keinerlei Gewebeschäden kommt. Die Lichtpulse, die diese Festkörperlaser aussenden, dauern nur wenige Femtosekunden lang.
Denn nur bei dieser kurzen Dauer entsteht so genanntes polychromatisches Laserlicht - also Licht mit vielen verschiedenen Wellenlängen, das für die Kohärenztomographie notwendig ist.
"Das Verhältnis einer Femtosekunde im Vergleich zu einer Sekunde ist in etwa so wie jenes von fünf Minuten im Vergleich zum Alter des Universums", veranschaulicht Drexler die extrem kurze Dauer der Laser-Lichtblitze.
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Winzigste Strukturen erkennbar |
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Die Wissenschaftler können mit der Kohärenztomographie Strukturen bis zur Größe von einem Mikrometer, der Tausendste Teil eines Millimeters, erkennen.
Mit einer solchen Genauigkeit konnte man bisher nur totes Gewebe außerhalb des Körpers unter dem Mikroskop untersuchen - weshalb Drexler die neue Untersuchungsmethode auch als "berührungslose optische Biopsie" beschreibt.
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Einzelne Netzhautschichten klar erkennbar
Bildgebende Untersuchungen der Netzhautschichten im Auge mittels herkömmlichen Ultraschall waren bisher unbefriedigend: Für die Patienten war die Prozedur schmerzhaft und mit der Gefahr einer Infektion verbunden. Die Ärzte konnten bei einer Auflösung von 200 bis 300 Mikrometer auf den Ultraschallbildern nur wenig erkennen, ist doch die aus rund zehn Schichten aufgebaute Netzhaut insgesamt nur 200 bis 300 Mikrometer dick.
Dagegen sind auf den mittels optischer Kohärenztomographie hergestellten Bildern die einzelnen Netzhautschichten klar zu erkennen, etwa die oberste Nervenzellenschicht, die beim Grünen Star durch erhöhten Augendruck irreversibel geschädigt wird, was letztendlich zur Erblindung führt. Der Vorteil für die Patienten: die Untersuchung erfolgt berührungslos und damit schmerzfrei und ohne Infektionsgefahr. |
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Prototyp wird erprobt |
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In Kooperation mit der Augenklinik des AKH wird bereits ein Prototyp eines optischen Kohärenztomographen erprobt. Es sei aber eine große Herausforderung, das Gerät in eine medizinisch einfach anwendbare Form zu bringen, erklärt Drexler.
Daran wird nun im neuen Christian-Doppler-Labor gearbeitet, in dem Drexlers Institut für Medizinische Physik, das Institut für Photonik der Technischen Universität Wien und die Wiener Firma Femtolaser Produktions GesmbH kooperieren.
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Weitere Anwendungen denkbar |
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Die Forscher arbeiten derzeit auch intensiv daran, das neue Verfahren für die frühzeitige Krebsdiagnose zu adaptieren. In die Haut dringt der Laser zwar nur - je nach verwendeter Wellenlänge - ein bis vier Millimeter ein, zahlreiche Krebsarten entstünden aber in
diesen oberflächennahen Schichten.
Die optische Kohärenztomographie bietet zudem nicht nur hochauflösende Bilder. Sie besitzt möglicherweise auch das Potenzial, lokalisierte Informationen über die Konzentration chemischer Substanzen sowie den Sauerstoffgehalt im Gewebe Auskunft zu geben und damit den Ärzten weitere Hinweise auf pathologische Veränderungen zu liefern.
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01.01.2010 |
