Volumetrische optoakustische Bildgebung zur Erkennung von peripheren Arterienerkrankungen
Die periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK) ist eine der häufigsten Erkrankungen älterer Menschen, mit einer Gesamtprävalenz von etwa 3-10 % und einer Prävalenz von 15-20 % bei den über 70-Jährigen. Sie ist mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität verbunden. Zu den bisherigen Diagnoseinstrumenten gehören der Knöchel-Brachial-Index (ABI), die Computertomografie (CT), die Magnetresonanztomografie (MRT) oder die digitale Subtraktionsangiografie (DSA), die hauptsächlich die Makrozirkulation untersuchen. Trotz dieser verschiedenen diagnostischen Möglichkeiten bleibt die Diagnose bei Patienten mit unklaren Beinschmerzen beim Gehen schwierig. In diesen Fällen wäre ein Diagnoseinstrument zur direkten Beurteilung des betroffenen Organs, nämlich der Unterschenkelmuskulatur bei pAVK, hilfreich. Die multispektrale optoakustische Tomographie (MSOT) verspricht, diese diagnostischen Herausforderungen zu meistern, da sie eine nicht-invasive, quantitative Darstellung der Zusammensetzung und Sauerstoffversorgung von Zielgeweben wie dem Muskel ermöglicht. Da Hämoglobinkonzentration und Oxygenierungsstatus Marker für die Perfusion sind, könnte die MSOT-basierte Bildgebung dieser Parameter eine hochsensitive und zuverlässige Methode zur Analyse der Muskeldurchblutung bei Patienten mit peripherer arterieller Verschlusskrankheit (pAVK) darstellen, was erste Studien der Arbeitsgruppe zeigen konnten.
Herkömmliche MSOT Bildgebung nimmt jedoch, wie konventionelles Ultraschall, lediglich ein zweidimensionales Schnittbild auf, wobei räumliche Informationen der untersuchten Struktur verloren gehen. In diesem Projekt setzen wir erstmals ein neuartiges optisches Muster („Tattoo“) ein, welches durch seine speziellen Absorptionseigenschaften eine einfache Rekonstruktion dreidimensionaler MSOT Volumen ermöglicht. Mit dieser Technik können wir dann untersuchen, ob ein volumentrischer Längsscan entlang des Muskels weitere Einblicke in die Mikroperfusion, den Grad der Degeneration und das Volumen des Muskels und somit zur diagnostischen Analyse der pAVK bieten. Darüber hinaus ist diese Technik nicht nur auf pAVK-Patienten beschränkt, sondern kann potenziell auch für andere klinische Anwendungen wie die Tumordiagnose oder die Bewertung der Darmperfusion eingesetzt werden.
