Medizin am Abend Berlin Fazit: Licht spürt Arthritis auf
Gelenkentzündungen kommen häufig vor und können verschiedene
Ursachen haben. Viele Formen, wie die rheumatoide Arthritis, sind nicht
heilbar. Doch je früher man die Krankheit erkennt, desto besser lässt
sie sich mit Medikamenten behandeln. Deshalb entwickeln Fachleute
derzeit in dem EU-Projekt IACOBUS unter der Leitung des
Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik IBMT einen
Fingerscanner, mit dem sich Arthritis-Erkrankungen künftig sehr früh
diagnostizieren lassen. Vom 16. bis 19. November präsentieren sie auf
der Messe MEDICA in Düsseldorf einen Prototyp (Halle 10, Stand G05).
Der Fingerscanner erkennt Arthritis im Frühstadium. © Fraunhofer IBMT/Bernd Müller
Die Gelenke des Menschen sind Hightech-Apparate.
Sie sind dank einer
Knorpelschicht perfekt gelagert und besitzen mit der Gelenkinnenhaut
eine Hülle, die permanent einen eigenen Schmierstoff produziert. Bei
Menschen aber, die an einer
chronischen Arthritis leiden, funktioniert
dieser Prozess nicht.
- Insbesondere bei der rheumatoiden Ausprägung, der
häufigsten Form einer chronischen Arthritis, kommt es zu einer
Entzündung der Gelenkinnenhaut. Im Laufe der Zeit werden die Knorpel und
sogar Knochen der Gelenke angegriffen und geschädigt. Starke Schmerzen
und eine Versteifung der Gelenke sind die Folge.
Heilen lässt sich diese Krankheit nicht.
Aber sofern sie im Frühstadium
erkannt wird, kann man sie mit Medikamenten gut in Schach halten. Doch
mit herkömmlicher strahlungsbelastender Röntgenuntersuchung lässt sich
die Erkrankung oft erst dann erkennen, wenn sie weit fortgeschritten
ist.
- Eine Alternative ist der Doppler-Ultraschall, der Veränderungen im
lokalen Blutfluss erkennt.
Ein vermehrter Blutfluss in der entzündeten,
verdickten Gelenkinnenhaut ist ein typisches Phänomen der Entzündung.
Dieser entsteht sowohl durch eine Weitung vorhandener Blutgefäße als
auch durch die Bildung neuer Blutgefäße infolge des
Entzündungsprozesses. Zu Beginn der Erkrankung sind die Gefäße aber oft
sehr klein, und der Blutfluss ist entsprechend gering, sodass die
Erkrankung im Frühstadium trotzdem übersehen werden kann.
Die
Magnetresonanztomografie wird standardmäßig nicht für die
Arthritis-Früherkennung genutzt, da sie aufwendig und teuer ist.
-
Scanner tastet Gelenke nach Entzündungsherden ab
Um die
Früherkennung von Arthritis-Erkrankungen zu verbessern,
entwickelt ein europäisches Konsortium aus mehreren
Forschungseinrichtungen und Unternehmen derzeit unter der Leitung des
Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik IBMT im Saarland im
Projekt IACOBUS ein
alternatives Diagnoseverfahren, in dem
Ultraschalltechnik mit neuen Detektionsmethoden kombiniert wird. Im
Detail handelt es sich um einen
3D-Fingerscanner, der die Gelenke nach
Entzündungsherden und krankhaften Veränderungen abtastet. »Das hat unter
anderem den Vorteil, dass sich die Krankheit bereits im Frühstadium
erkennen lässt, da bei vielen Formen von Arthritis die Finger zuerst
befallen sind«, sagt Dr. Marc Fournelle, IACOBUS-Projektleiter am IBMT.
Der Scanner arbeitet mit einem
optoakustischen Bildgebungsverfahren. Bei
dieser Methode wird der Finger mit extrem kurzen Laserlichtpulsen
beleuchtet.
Die Absorption der kurzen Lichtpulse führt im Gewebe zu
einer minimalen Erwärmung, die eine minimale Ausdehnung des Gewebes
bewirkt. Die Ausdehnung wiederum führt zu schwachen Druckpulsen, die der
Scanner, wie bei einem Ultraschallverfahren, mit einem Schallwandler
registriert.
Aus dem Muster der Druckpulse kann das Gerät sehr genau
herauslesen, wo sich eine Entzündung entwickelt. Um die Diagnose weiter
zu verfeinern, wird das optoakustische Verfahren durch ein
Hyperspectral-Imaging-System ergänzt. In diesem Fall wird der Finger mit
starkem Weißlicht durchleuchtet. Entzündetes Gewebe absorbiert
bestimmte Wellenlängen.
Analysiert man das zurückgestreute Licht
Wellenlänge für Wellenlänge, lässt sich erkennen, ob eine Erkrankung
vorliegt. Da die beiden Verfahren vor allem das Weichgewebe und
insbesondere die Blutgefäße abbilden, bietet das System zusätzlich ein
Ultraschallbild, das ebenfalls mit dem Schallwandler des Scanners
erzeugt wird.
»Der Ultraschall bildet, wie gewohnt, auch das Weichgewebe
wie zum Beispiel Muskeln oder die Gelenkkapsel sowie den Knochen ab,
sodass unser Scanner dem Arzt das bekannte Bild liefert, an dem er sich
orientieren kann«, sagt Fournelle.
Das Ultraschallbild wird dann mit den
Daten des Hyperspectral-Imaging und des optoakustischen Verfahrens
kombiniert, sodass deutlich zu sehen ist, wo sich die Entzündung
befindet.
An dem von der Europäischen Kommission geförderten Projekt IACOBUS sind
folgende Partner beteiligt: EKSPLA UAB (Litauen), Fraunhofer-Institut
für Biomedizinische Technik IBMT in Sulzbach und St. Ingbert,
Justus-Liebig Universität Gießen, Norsk Elektro Optikk AS (Norwegen),
Norwegian University of Science and Technology, Trondheim (Norwegen),
Vermon SA (Frankreich), tp21 GmbH (Berlin).
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