Forscher der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen (TUM) und des Helmholtz Munich haben eine innovative Methode entwickelt, um Diabetes mithilfe eines Hautscanners und K\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) zu untersuchen. Das optoakustische Bildgebungsverfahren RSOM erm\u00f6glicht es, mikrovaskul\u00e4re Ver\u00e4nderungen in der Haut zu messen und so die Schwere der Erkrankung zu ermitteln.<\/p>\n
Bei Diabetes treten h\u00e4ufig Ver\u00e4nderungen an kleinen Blutgef\u00e4\u00dfen auf, die oft ein Hinweis auf das Fortschreiten der Krankheit sind. Mit der Kombination aus optoakustischer Bildgebungstechnologie und KI k\u00f6nnen nun detaillierte Bilder der Blutgef\u00e4\u00dfe erzeugt werden, um die Auswirkungen und Details von Diabetes im ganzen K\u00f6rper zu untersuchen. Dies k\u00f6nnte helfen, den Verlauf der Erkrankung zu \u00fcberwachen.<\/p>\n
Das optoakustische Bildgebungsverfahren nutzt Lichtimpulse, um Ultraschallwellen im K\u00f6rpergewebe zu erzeugen. Diese Wellen werden von Sensoren erfasst und in visuelle Darstellungen umgewandelt. Da Molek\u00fcle wie H\u00e4moglobin eine hohe Lichtabsorption aufweisen und sich in Blutgef\u00e4\u00dfen konzentrieren, k\u00f6nnen mit der optoakustischen Bildgebung besonders detaillierte Bilder von Blutgef\u00e4\u00dfen erzeugt werden, die mit anderen nicht-invasiven Methoden nicht erreicht werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Die Grundlagen der Optoakustik, auch als Photoakustik bekannt, sind seit \u00fcber einem Jahrhundert etabliert. Vasilis Ntziachristos, Professor f\u00fcr Biologische Bildgebung an der TUM und Direktor des Instituts f\u00fcr Biologische und Medizinische Bildgebung sowie des Bioengineering Centers bei Helmholtz Munich, hat gemeinsam mit seinem Team verschiedene optoakustische Bildgebungsmethoden entwickelt, darunter auch RSOM (Raster-Scan Optoakustische Mesoskopie). Mit RSOM wurden nun die Auswirkungen von Diabetes auf die menschliche Haut untersucht.<\/p>\n
Die Forscher haben mithilfe eines KI-Algorithmus Merkmale einer Diabetes-Erkrankung aus RSOM-Aufnahmen der Blutgef\u00e4\u00dfe im Bein von 75 Diabetikern und einer Kontrollgruppe identifiziert. Dazu wurden 32 markante Ver\u00e4nderungen im Erscheinungsbild der Hautgef\u00e4\u00dfe festgestellt, wie zum Beispiel die Anzahl der Ver\u00e4stelungen oder der Durchmesser. Diese Ver\u00e4nderungen in den Gef\u00e4\u00dfen k\u00f6nnen durch Biopsien nachgewiesen werden, bei denen kleine Hautpartien entnommen und untersucht werden. Allerdings sind Biopsien invasiv und f\u00fcr wiederholte Untersuchungen \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum nicht geeignet.<\/p>\n
Im Gegensatz dazu sind RSOM-Messungen nicht invasiv, erfordern weniger als eine Minute und sind unabh\u00e4ngig von Strahlung oder Kontrastmitteln. Laut Angelos Karlas, dem leitenden Arzt der Studie, k\u00f6nnen andere optische Bildgebungsverfahren nicht die gleiche Detailgenauigkeit wie RSOM bieten. W\u00e4hrend einer einzigen RSOM-Messung k\u00f6nnen Daten aus verschiedenen Tiefen der Haut erfasst werden. Die Forscher konnten erstmals feststellen, dass Diabetes unterschiedliche Auswirkungen auf die Gef\u00e4\u00dfe in verschiedenen Hautschichten hat.<\/p>\n
Die Kombination und Ermittlung eines sogenannten Scores erm\u00f6glicht es, eine Verbindung zwischen dem Zustand der kleinen Blutgef\u00e4\u00dfe in der Haut und dem Schweregrad von Diabetes herzustellen. Dies wurde in der Studie erstmals nachgewiesen. Vasilis Ntziachristos erkl\u00e4rt, dass mithilfe von RSOM nun die Auswirkungen von Diabetes quantitativ beschrieben werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Dank der kontinuierlichen Verbesserung von RSOM in Bezug auf Mobilit\u00e4t und Kosten ergeben sich v\u00f6llig neue M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die fortlaufende \u00dcberwachung des Gesundheitszustands von \u00fcber 400 Millionen Menschen weltweit. Durch kurze und schmerzfreie Untersuchungen kann innerhalb weniger Minuten festgestellt werden, ob Therapien wirksam sind – sogar in der eigenen h\u00e4uslichen Umgebung.<\/p>\n
Die Publikation der Forscher zeigt, dass mithilfe von maschinellem Lernen aus optoakustischen Tomogrammen abgeleitete dermatologische Merkmale mit verschiedenen Stadien der Mikroangiopathie bei Diabetes korrelieren. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Zeitschrift Nature Biomedical Engineering ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n
Prof. Ntziachristos, der die Arbeitsgruppe Biological Imaging am TranslaTUM leitet, erhielt f\u00fcr seine Forschungsarbeiten bereits zahlreiche Auszeichnungen, darunter den renommierten Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis. Das TranslaTUM ist das Zentrum f\u00fcr Translationale Krebsforschung der TUM, in dem Mediziner und Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen gemeinsam die Ursachen und Behandlungsm\u00f6glichkeiten von Krebserkrankungen erforschen.<\/p>\n
Schlagw\u00f6rter: RSOM + TUM + Helmholtz Munich<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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