A4 – Gewebedifferenzierung mittels Water-Flow Elastografie

Forschungsschwerpunkt A: Sensorentwicklung

Die Morphologie und das abnormale Wachstum von Tumorgewebe verursachen Veränderungen in der Gewebeelastizität. Das Prinzip der hier entwickelten Water-Flow Elastografie konzentriert sich dabei auf die intraoperative Gewebedifferenzierung anhand von mechanischen Gewebeparameter wie das Elastizitätsmodul, um zukünftig in vivo Tumorgewebe von gesundem Gewebe differenzieren zu können.

Gewebeelastizität als diagnostischer Marker

Die mechanische Elastizität ist ein zentraler Parameter lebender Zellen und Gewebe und einer der Parameter, welcher sich bei Tumorerkrankungen deutlich ändert. Daher werden aktuell verschiedene Ansätze verfolgt, um Gewebeelastizität zu einem neuen diagnostischen Marker in der Medizin zu verwenden. Mit Ultraschall-Elastographie und Magnetresonanz-Elastographie wurde bereits demonstriert, dass die Elastizität des Gewebes zur Identifikation von Tumoren dienen kann. In der Folge wurden weitere Ansätze entwickelt, mit denen die Elastizität von menschlichem Gewebe in vivo gemessen werden kann, z. B. mittels Torsions-Resonanz oder mittels Aspiration. Auch optische Ansätze werden verfolgt, z. B. unter Verwendung konfokaler Mikroskopie oder optischer Kohärenztomographie (siehe Projekt A1). Alle aktuell bekannten Verfahren zur in vivo Elastizitätsmessung von Gewebe sind jedoch mit einem vergleichsweise hohen apparativen Aufwand verbunden.

Prinzip der Water-Flow Elastografie. Der Unterdruck psuc führt zu einer definierten Anpresskraft während der Messung. Der Überdruck pfluid verformt das Gewebe lokal und führt zu einer mit Kochsalzlösung gefüllten Indentation. Deren Volumen Vind wird mit einem Durchflussmesser gemessen und ist ein Maß für die Elastizität des Gewebes.

Die Wasserstrahl-Elastographie

Im Projekt soll die Entwicklung und Anwendung der Water-Flow Elastografie (WaFE) vorangetrieben werden. Mit dieser Technik konnten bereits mechanische Gewebeparameter wie der Elastizitätsmodul anhand der Messung des Indentationsvolumens bestimmt werden. 

Darüber hinaus sollen weitere Parameter wie die Viskosität tiefere Einblicke in das zeitabhängige Verhalten des Gewebes geben und über die einfache Differenzierung zwischen Tumor- und Normalgewebe hinaus die Unterschiede zwischen einzelnen Tumorstadien aufzeigen.

 

Kontakt

Dieses Bild zeigt Emily Hellwich

Emily Hellwich

M. Sc.

Doktorandin A4

[Foto: Emily Hellwich]

Dieses Bild zeigt Tilman Schäffer

Tilman Schäffer

Prof. Dr.

Teilprojektleiter A4

[Foto: Tilman Schäffer, Universität Tübingen]

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