Entwicklung einer endoskopischen Fasersonde für optische Biopsien mithilfe nichtlinearer Spektroskopie

Eine fruhe Erkennung und exakte Diagnostik von Krankheiten wie beispielsweise Tumoren ist unerlasslich fur eine optimale Behandlung und die Verbesserung von Prognosen betroffener Menschen. Den Goldstandard fur Gewebeuntersuchungen stellt bis heute die Histopathologie dar, wobei schmerzhafte Patientenbiopsien und komplexe Nachbehandlungen der Gewebeproben notwendig sind. Von der Gewebeentnahme bis zur Diagnosestellung vergeht wertvolle Zeit, in vielen Fallen mussen Biopsien mehrfach wiederholt werden, bis krankhaftes Gewebe vollstandig identifiziert und lokalisiert ist. Aus diesem Grund wurden in den letzten Jahrzehnten neuartige optische Technologien entwickelt und angewendet, um Gewebeanalysen zu optimieren und eine patientenfreundlichere Behandlung zu ermoglichen. Nichtlineare, multimodale In-vivo-Bildgebung mit CARS (coherent anti-Stokes Raman scattering), SHG (second harmonic generation) und TPEF (two-photon excited auto-fluorescence) kann hier einen attraktiven Losungsansatz bieten, welcher nichtinvasiv ist und die Detektion von mikroskopischen Gewebeveranderungen in Echtzeit ermoglicht. Die Implementierung nichtlinearer Bildgebungsverfahren in ein endoskopisches Design fur schwer zugangliche Gewebestellen stellt jedoch immer noch eine technologische Herausforderung dar. Die vorliegende Forschungsarbeit prasentiert einen faserbasierten Ansatz fur eine multimodale, endoskopische Sonde, wobei eine Multikernfaser fur die Fuhrung der Anregungslaser genutzt wird und speziell angefertigte GRIN-Linsen die Strahlformung im Sondenkopf ubernehmen. Das Sondendesign kommt vollstandig ohne bewegliche Teile oder den Einsatz von elektrischem Strom aus, so dass eine robuste und kompakte Bauform erreicht wird. Die Funktionalitat der Sonde wird mit multimodalen Aufnahmen an Dunnschnitten von menschlichem Hautgewebe sowie an frischen Gewebeproben eines Hausschweins demonstriert. Anhand der Ergebnisse kann gezeigt werden, dass multimodale Aufnahmen mit der vorgestellten Sonde qualitativ vergleichbar sind mit konventionellen LSM-Aufnahmen, daruber hinaus ist eine schnellere Bildgebung moglich. Somit hat das prasentierte Sondendesign ein hohes Potential, zukunftig bei klinischen Routineuntersuchungen eingesetzt zu werden.