MSOT: Multi-spektrale Optoakustische Tomographie

Example of a handheld MSOT device developed for skin imaging.
Example of a handheld MSOT device developed for skin imaging.
Figure: CBI

Die multispektrale optoakustische Tomographie (MSOT) ist ein modernes biomedizinisches Bildgebungsverfahren, das es Wissenschaftlern und Klinikern ermöglicht, biologische Prozesse in Echtzeit zu überwachen. Wie der Name schon impliziert, besteht diese ohne Kontrastmittel auskommende, nicht-invasive Methode aus drei Komponenten:

Optoakustisch bezieht sich auf die Signalerzeugung, bei der das Gewebe durch Laserenergie angeregt wird, sich kurzzeitig aufgrund der Lichtabsorption ausdehnt, und beim Zurückziehen ein akustisches Signal aussendet, das dann über geeignete Detektoren aufgezeichnet wird. Dadurch kombiniert MSOT eine hohe Eindringtiefe mit hohem bildgebendem Kontrast. Da verschiedene biologische Komponenten unterschiedliche Absorptionsspektren aufweisen, bezieht sich multispektral auf die gleichzeitige Abbildung mehrerer Absorber und die Fähigkeit, zwischen ihnen zu unterscheiden. Auf Grundlage der unterschiedlichen spektralen Signaturen lässt sich damit die Sensitivität der Methode erhöhen. Tomographie verweist auf die Verwendung von mathematischen Methoden zur Erzeugung des kompletten 3D-Bildes aus den gesammelten akustischen Signalen. Aufgrund seiner attraktiven Eigenschaften fand MSOT schnell positive Resonanz und konnte sich daher innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums von einem Labor-Prototyp zu einem zuverlässigen Gerät entwickeln. Die MSOT-Technologie sowie Varianten davon wird derzeit sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der klinischen Bildgebung eingesetzt, zum Beispiel in Form eines Hand-Scanners in der Dermatologie, wie in der nachfolgenden Abbildung dargestellt. Daneben wird MSOT z.B. in der Onkologie zur Früherkennung, zur Erfassung von Metastasen oder zur Überwachung der Therapie-Effizienz eingesetzt. Zusätzliche Anwendungen, die derzeit in Entwicklung sind, liegen in den Bereichen Diabetes, Entzündungs- und Wirkstoffforschung, um nur einige zu nennen.