Hochauflösende, funktionelle optische Kohärenztomographie

Forschungsprojekt P 14218Hochauflösende, funktionelle optische KohärenztomographieOliver FINDL08.05.2000 In den letzten Jahren wurde ein neues nicht-invasives Meßprinzip, die optische Kohärenztomographie zur hochpräzisen (Sub-Mikrometer) Biometrie und hochauflösenden (10 m m) Bildgebung entwickelt. Das Institut für Medizinsiche Physik, Universität Wien, sowie das Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, USA, gehören seit Anfang dieses; Jahrzehnts zu den Pionieren dieser Technik. Seitdem hat sich dieses Verfahren auf Grund einer großen Anzahl klinischer Studien dieser beiden aber auch anderer Forschungsgruppen, vor allem in der Augenheilkunde als ein vielversprechendes, einzigartiges Diagnosegerät behauptet. Das beantragte Projekt stellt eine multidisziplinäre Forschungsarbeit des Instituts für Medizinische Physik der Universität Wien mit der Universitätsklinik für Augenheilkunde des Wiener Allgemeinen Krankenhauses, dem Instituts für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik der Universität Karlsruhe, sowie dem. Massachusetts Insitute of Technology in Cambridge dar. Das geplante Ziel des Projekts ist, eine neue Version der optischen Koharenztomographie zur ultrahoch auflösenden, spektroskopischen und funktionellen Diagnose im Bereich der Augenheilkunde zu entwickeln und klinisch zu erproben. Die momentane, axiale Auflösung der optischen Kohäremztomographie von 10- 15 m m soll auf 1-2 m m mittels neuester Lasertechnologie verbessert werden. Damit soll das in vivo Visualisieren der menschlichen Netzhaut mit einer Auflösung ermöglicht werden die ähnlicher jener ist, die mittels herkömmlicher Histologie erreicht werden kann. Außerdem soll diese Technik erweitert werden, um ortsaufgelöste retinale spektroskopische Messungen zu gewährleisten. In vivo Tomogramme mit 1 m m axialer und 3 m m transversaler Auflösung konnten jüngst in nicht - transparentem (nicht-ophthalmologischem) Gewebe vom Antragsteller demonstriert werden. Diese Auflösung sollte auch für Schnittbilder der menschliche Netzhaut erzielbar sein. Mittels dieser signifikanten Verbesserung der axialen Auflösung und der neuen, spektroskopischen Diagnosemöglichkeit, soll erstmals das Visualisieren und hochpräzisere, reproduzierbarere Quantifizieren von subretinalen Strukturen ermöglicht werden. Ortsaufgelöste, funktionelle Spektroskopie soll erstmalig Aufschlüsse über den Sauerstoff- und Pigmentgehalt der Netzhaut geben. Im Rahmen von Patientenstudien soll als Endziel diese Projekts die klinische Einsetzbarkeit und Relevanz dieser neuen Technologie zur frühzeitigen ophthalmologischen Diagnose jener drei, am häufigsten zu Erblindung führenden, Augenerkrankungen. (senile Makuladegeneration, Glaukom. (grüner Star), diabetische Retinopathie) erprobt werden.

Eine neue, berührungslose Diagnosetechnik zur frühzeitigen Erkennung von Augenerkrankungen, die weltweit zu Erblindung führen, wurde in einem multidisziplinärem Forschungsprojekt entwickelt, bei dem Wissenschaftler vom Institut für Medizinische Physik, Universität Wien, der Universitätsklinik für Augenheilkunde, des Allgemeinen Krankenhauses der Stadt Wien, des Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA, sowie der Firma Femtolasers Produktions GmbH in Wien beteiligt waren. Dies wurde erzielt, indem das Auflösungsvermögen eines optischen bildgebenden Verfahrens, der optischen Kohärenztomographie, signifikant verbessert wurde, um Schnittbilder am lebenden Auge zu ermöglichen, die nahezu den selben Informationsgehalt wie histologische Schnittbilder an entnommenen Proben, besitzen. Optische Kohärenztomographie (Optical Coherence Tomography; OCT) stellt ein Abbildungsverfahren dar, das, ähnlich der Ultraschalltechnik, im Vergleich zu dieser jedoch berührungslos, Schnittbilder (Tomogramme) von biologischem Gewebe ermittelt. Durch die Verwendung spezieller Laserlichtquellen in Kombination mit einer hochempfindlichen Detektionstechnik kann jedoch mittels OCT eine viel höhere Auflösung erzielt und dadurch eine bessere Visualisierung des zu untersuchenden Gewebes ermöglicht werden. Im Rahmen dieses Projekts konnte dadurch ein erster klinisch einsetzbarer Prototyp dieser hochauflösenden OCT Technik entwickelt und in ersten klinischen Studien an 300 Augen von mehr als 200 Patienten mit verschiedenen Netzhauterkrankungen, die weltweit zu Erblindung führen, erprobt und evaluiert werden. Weiterer Entwicklungsschritte dieser OCT Technik beinhalten, örtlich aufgelöster Konzentrationsinformation biochemischer Substanzen, sowie Auskunft über funktionelle (z.B. Blutflussgeschwindigkeit) Gewebseigenschaften zu erhalten. Außerdem ist vorgesehen, diese neue OCT Technik zum hochauflösenden, dreidimensionalen Visualisieren intraretinaler Morphologie weiterzuentwickeln. Es ist nicht anzunehmen, dass diese neu entwickelte Diagnosetechnik bestehende, etablierte Techniken ersetzen wird. Jedoch besitzt diese neue OCT Technik das große Potenzial, nicht nur die frühzeitige Diagnose von weltweit zu Erblindung führenden Augenkrankheiten signifikant zu verbessern, sondern auch neue Einblicke in die Entstehung sowie den Therapieverlauf von Augenerkrankungen zu ermöglichen.