Innovatives Werkzeug: Schneller Bildgeber für die Gehirnchirurgie

BerlinForscher haben einen bedeutenden Fortschritt erzielt, indem sie ein Hochgeschwindigkeits-Optik-Imaging-System, bekannt als MHz-OCT, mit einem herkömmlichen neurochirurgischen Mikroskop kombiniert haben. Diese neue Technologie soll Gehirnoperationen verbessern, indem sie Chirurgen hilft, die Ränder von Tumoren klarer zu erkennen. Traditionelle optische Bildgebungssysteme werden in der Augen- und Herzmedizin eingesetzt, sind jedoch häufig zu langsam für den Einsatz während Operationen. Das neue MHz-OCT-System ist etwa 20-mal schneller als die meisten derzeitigen Systeme und kann fast in Echtzeit 3D-Bilder erstellen, die die Strukturen unter der Gehirnoberfläche zeigen.

Das integrierte System bietet zahlreiche Vorteile, darunter:

• Schmerzfreie Bildgebung mit hoher Auflösung
• Einen Datenerfassungswert von über einer Million Tiefenscans pro Sekunde
• Sofortige Verfügbarkeit hochwertiger volumetrischer Scans für die Nachbearbeitung

Der entscheidende Vorteil der MHz-OCT besteht darin, dass sie schnell detaillierte 3D-Bilder erzeugen kann. Diese Aufnahmen lassen sich mit Hilfe von Werkzeugen wie KI auswerten, um zwischen gesundem und krankem Gewebe zu unterscheiden, was mit anderen Bildgebungsmethoden möglicherweise nicht sichtbar ist. Dadurch lässt sich die Präzision bei der Entfernung von Tumoren steigern. Diese präzise Bildgebung ist auch bei Gehirnoperationen wie der Tiefenhirnstimulation nützlich, wo das genaue Verständnis der anatomischen Strukturen wichtig ist.

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Fortschritte in der Technologie haben es möglich gemacht, MHz-OCT in medizinische Verfahren zu integrieren. Verbesserungen bei Lasern, die erstmals 2005 konzipiert wurden, und bessere GPU-Technologie tragen dazu bei. Diese Innovationen ermöglichen eine schnelle Datenverarbeitung, die OCT-Signale in visuelle Bilder umwandelt, ohne große Computer zu benötigen. Dieses optimierte System hat in frühen Studien mit 30 Patienten, die sich einer Gehirntumoroperation unterzogen, vielversprechende Ergebnisse gezeigt.

Das MHz-OCT-System lässt sich problemlos in Operationssäle integrieren, ohne größere technische Schwierigkeiten zu verursachen. Auch wenn die Forschung zu den daraus gewonnenen Daten gerade erst begonnen hat, zeigt diese Technologie großes Potenzial, um Gehirnoperationen präziser zu gestalten, insbesondere beim Platzieren neuroprothetischer Elektroden. Die Wissenschaftler sind zuversichtlich hinsichtlich zukünftiger Anwendungen, jedoch könnte es noch einige Jahre dauern, bis sie in Krankenhäusern weit verbreitet eingesetzt wird, da derzeit KI-Tools zur Verbesserung der Analyse entwickelt werden. Diese neue Technologie verspricht eine vielversprechende Zukunft, in der Gehirnoperationen sicherer und effizienter werden könnten.