Die wichtigste Methode, um Krebs im Frühstadium zu beseitigen, ist das Herausschneiden der Tumors. Um zu gewährleisten, dass dieser vollständig entfernt wurde, ist jedoch der richtige Sicherheitsabstand entscheidend. Das heißt, es muss rings um das befallene Gewebe eine minimale Hülle gesunden Gewebes mit entfernt werden. Ein zu kleiner Sicherheitsabstand kann zu Rückfällen führen, während ein zu großer die Funktion des betroffenen Organs einschränken kann.
Um zu entscheiden, ob das bösartige Gewebe vollständig entfernt wurde, wird häufig eine so genannte Schnellschnittuntersuchung durchgeführt. Ein Laborarzt untersucht dabei das entnommene Gewebe noch während der laufenden Operation, indem er es außerhalb des OPs schockgefriert, schneidet und einfärbt. Dabei kann er feststellen, ob bei der Entnahme der richtige Sicherheitsabstand eingehalten wurde. Vom Ergebnis dieses zeitaufwendigen Prozesses hängt das weitere Vorgehen der Operation ab.
Ultrakurzpuls-Laser: Krebs zu fast 100 % erkennen
Wünschenswert wäre eine alternative oder ergänzende Technik, mit der die Art des operierten Gewebes schnell und präzise bestimmt werden kann, um die Operationszeit zu verringern und die Belastung des Patienten zu reduzieren. Hier setzen die Arbeiten von Forschenden der Universität Kassel an.
An Leberkrebs- und Brustkrebsproben aus dem Archiv des Instituts für Pathologie Nordhessen erzielten sie mit einem Laserverfahren eine Genauigkeit in der Unterscheidung von gesundem zu krankem Gewebe von 95 bis nahezu 100 %. Dazu werden ultrakurze Laserblitze von einigen billiardstel Sekunden Dauer auf das Gewebe geschickt, wobei ein geringer Abtrag des Gewebes stattfindet.
Dabei entsteht Licht, das die chemische Zusammensetzung des Gewebes anzeigt. Zur Unterscheidung zwischen gesundem und krankem Gewebe verwendeten die Wissenschaftler Auswertungsmethoden, die auf maschinellem Lernen beruhen.
UKP-Laser: Einsatz im OP nach weiterer Forschung denkbar
Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass diese Methode zur raschen Gewebebestimmung nach weiterer Forschungs- und Entwicklungsarbeit in den Operationssaal Einzug finden wird. Wenn Ultrakurzpulslaser als Schneidewerkzeuge während der Operation eingesetzt werden sollten, kann diese Methode sogar gesundes von krankem Gewebe direkt während des Schnittes unterscheiden.
„Dieses Verfahren kann Krebs nicht heilen. Aber es kann die Behandlung schneller, sicherer und schonender machen“, sagt der Kasseler Experimentalphysiker Prof. Thomas Baumert, der mit anderen zusammen die KI der Auswertungsmethode erarbeitet hat, die zwischen gesundem und krankem Gewebe unterscheidet und auf maschinellem Lernen beruht. Entwickelt wurde das Verfahren von den Kasseler Experimentalphysikern Prof. Dr. Thomas Baumert, Arne Senftleben, Cristian Sarpe, Elena Ramela Ciobotea, Christoph Burghard Morscher, Bastian Zielinski und Hendrike Braun in Kooperation mit dem Mediziner Prof. Dr. Josef Rüschoff vom Institut für Pathologie Nordhessen.
https://doi.org/10.1038/s41598–023–36155–8
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