Mit neuer Technik ins Innere der Knochen schauen
Laser sollen mit bisher unerreichter Genauigkeit Informationen über das Innere im Knochen liefern.
Kategorie: Gesundheit
Eine neue Version der Raman-Spektroskopie soll bislang unerreichte Genauigkeit beim Blick in das Knochengewebe liefern. Dort, aber auch an anderen Stellen des Körpers sollen Erkrankungen besser entdeckt und behandel werden können.
Ob Knochen fest oder brüchig sind, können Röntgen- und Ultraschallbilder nur grob zeigen. Doch Laser sollen jetzt den Blick ins Innere der Knochen deutlich schärfen und auch das Kollagen im Knochen deutlich zeigen.
Britische Physiker wandelten dazu eine Standardtechnik, die Raman-Spektroskopie, für den medizinischen Einsatz ab. Nach vielversprechenden Laborversuchen sind nun klinische Tests geplant, berichten die Forscher im Fachblatt "Analysis". Die Technik soll nicht nur die Glasknochenkrankheit und Osteoporose diagnostizieren helfen. Sie könnte sich eines Tages auch eignen, um Tumore aufzuspüren.
"Die neue Methoden ebnen den Weg für eine Menge neuer Anwendungen, einschließlich nicht-invasiver Diagnose von Knochenkrankheiten, chemischer Bestimmung stein-ähnlicher Materialien in der Urologie oder Krebsentdeckung in einer Reihe von Organen", so Pavel Matousek und Nicholas Stone von der britischen Central Laser Facility. Sie modifizierten eine bei Physikern und Chemikern übliche Technik - die Raman-Spektroskopie - so, dass sie ohne Störungen durch die Haut ins Körperinnere blicken können. Die Festigkeit von Knochen beruht zum einen auf dem Gehalt an Mineralien wie Kalzium und Mineralsalzen, zum anderen auf Kollagen, einem formgebenden Eiweiß, einem so genannten Strukturprotein. Bislang kommen in der Medizin vor allem Röntgenspektroskopie und Ultraschall zum Einsatz, allerdings machen diese Methoden das Kollagen nur schlecht sichtbar.
Die Raman-Spektroskopie und ihre Grenzen: Streuungen an den Hautschichten am lebenden Objekt überlagern meist die Signale aus der Knochenregion, die ohnehin wegen seitlicher Streuung nur sehr schwach ausfallen. Matouseks Team löste das Problem mit einem neuartigen geometrischen Aufbau, der von ihnen entwickelten "Räumlich Versetzten Raman-Spektroskopie (Spatially Offset Raman Spectroscopy, SORS). Die Forscher nutzten einen ringförmigen Detektor, um alle Signale aufzufangen. Von mehreren Raman-Messungen werden zudem die störenden Signale herausgerechnet.
Während SORS an freiliegenden Knochen bereits Hinweise auf Osteoporose aufzeigen konnten, planen die Forscher nun erstmals Tests an menschlichen Probanden im britischen Royal National Orthopaedic Hospital (RNOH). Zunächst wollen sie Patienten mit der so genannten Glasknochenkrankheit untersuchen, bei welcher die glasig wirkenden Knochen schon bei leichtem Druck brechen, weil es ihnen an Typ I-Kollagen mangelt.
14.07.2009 Welt der Technik
Ob Knochen fest oder brüchig sind, können Röntgen- und Ultraschallbilder nur grob zeigen. Doch Laser sollen jetzt den Blick ins Innere der Knochen deutlich schärfen und auch das Kollagen im Knochen deutlich zeigen.
Britische Physiker wandelten dazu eine Standardtechnik, die Raman-Spektroskopie, für den medizinischen Einsatz ab. Nach vielversprechenden Laborversuchen sind nun klinische Tests geplant, berichten die Forscher im Fachblatt "Analysis". Die Technik soll nicht nur die Glasknochenkrankheit und Osteoporose diagnostizieren helfen. Sie könnte sich eines Tages auch eignen, um Tumore aufzuspüren.
"Die neue Methoden ebnen den Weg für eine Menge neuer Anwendungen, einschließlich nicht-invasiver Diagnose von Knochenkrankheiten, chemischer Bestimmung stein-ähnlicher Materialien in der Urologie oder Krebsentdeckung in einer Reihe von Organen", so Pavel Matousek und Nicholas Stone von der britischen Central Laser Facility. Sie modifizierten eine bei Physikern und Chemikern übliche Technik - die Raman-Spektroskopie - so, dass sie ohne Störungen durch die Haut ins Körperinnere blicken können. Die Festigkeit von Knochen beruht zum einen auf dem Gehalt an Mineralien wie Kalzium und Mineralsalzen, zum anderen auf Kollagen, einem formgebenden Eiweiß, einem so genannten Strukturprotein. Bislang kommen in der Medizin vor allem Röntgenspektroskopie und Ultraschall zum Einsatz, allerdings machen diese Methoden das Kollagen nur schlecht sichtbar.
Die Raman-Spektroskopie und ihre Grenzen: Streuungen an den Hautschichten am lebenden Objekt überlagern meist die Signale aus der Knochenregion, die ohnehin wegen seitlicher Streuung nur sehr schwach ausfallen. Matouseks Team löste das Problem mit einem neuartigen geometrischen Aufbau, der von ihnen entwickelten "Räumlich Versetzten Raman-Spektroskopie (Spatially Offset Raman Spectroscopy, SORS). Die Forscher nutzten einen ringförmigen Detektor, um alle Signale aufzufangen. Von mehreren Raman-Messungen werden zudem die störenden Signale herausgerechnet.
Während SORS an freiliegenden Knochen bereits Hinweise auf Osteoporose aufzeigen konnten, planen die Forscher nun erstmals Tests an menschlichen Probanden im britischen Royal National Orthopaedic Hospital (RNOH). Zunächst wollen sie Patienten mit der so genannten Glasknochenkrankheit untersuchen, bei welcher die glasig wirkenden Knochen schon bei leichtem Druck brechen, weil es ihnen an Typ I-Kollagen mangelt.
14.07.2009 Welt der Technik
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