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Astrophysiker suchen Tumore

Medizintechnik Astrophysiker suchen Tumore

Potsdamer Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Astrophysik (AIP) machen eine Technik, die zur Erforschung des Weltalls geschaffen wurde, für Krebsoperationen nutzbar. Ein Spektrograph, der Licht in seine Wellenlängenspektren zerlegt, soll befallenes Gewebe sichtbar machen.

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Mit Hilfe von Spezial-Mikroskopen arbeitet Elmar Schmälzlin vom AIP an der Feldspektroskopie.

Quelle: AIP

Babelsberg. Was Potsdamer Astrophysiker am geplanten größten Teleskop der Welt erfolgreich etabliert haben, soll künftig auch auf dem Operationstisch funktionieren. Mit Hilfe von parallelen Video-Aufnahmen bei Krebsoperationen sollen Chirurgen in Echtzeit also quasi sofort befallenes von gesundem Gewebe unterscheiden können, um erkrankte Organe möglichst wenig zu schädigen. Bewerkstelligen soll das die vom Leibniz-Institut für Astrophysik (AIP) in Babelsberg entwickelte Integrale Feldspektroskopie (IFS), die Licht in Wellenlängenspektren auffächert und so auch einzelne Moleküle per spektralem Fingerabdruck kenntlich machen kann.

„Unserem Team ist hier ein ganz entscheidender Durchbruch gelungen“, sagt AIP-Projektleiter Martin Roth. Erstmalig könne der Medizin nach einer erfolgreichen Erprobung eine minimal-invasive optische Echtzeit-Diagnostik in Aussicht gestellt werden. Komponenten der Technologie wird das AIP auch am größten optischen Teleskop der Welt E-ELT installieren, das die Europäische Südsternwarte (ESO) in Chile baut. Installiert wird die Potsdamer Faserspektroskopie dort auch am bereits arbeitenden Teleskop Vista.

Blick auf ferne Welten


Wie das
Leibniz-Institut
für Astrophysik Potsdam (AIP) gestern mitteilte, kommt die auf dem Telegrafenberg entwickelte Faser-Spektroskopie auch beim geplanten Multi-Objekt-Spektrographen „4Most“ für das Teleskop Vista der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile zum Einsatz. Der Vertrag über den Bau durch ein internationales Konsortium unter AIP-Regie soll am kommenden Dienstag in Potsdam von ESO-Präsident Tim de Zeeuw unterzeichnet werden.

Das Teleskop wird mit dem neuen Herzstück 2400 Galaxien gleichzeitig erfassen können. Das Gesichtsfeld von 4Most reicht dann aus, um einen Großteil des Südhimmels in wenigen Jahren auf alle sichtbaren Galaxien hin zu untersuchen, sie zu kartographieren und ihre Bewegungen nachzuzeichnen.

Weitere Spektrographen der Muse-Technologie vom AIP sind bereits am ebenfalls in der chilenischen Atacamawüste arbeitenden Very Large Telescope der ESO montiert worden.

Das neue im Bau befindliche ESO-Telescope E-ELT soll 2026 in Betrieb gehen. Der Spiegel des rund eine Milliarde Euro teuren Beobachtungszentrums wird mit 40 Metern Durchmesser alle derzeit bestehenden Teleskope um ein Vielfaches übertreffen.

Der Vertrag über die Installation der Muse-Technik am E-ELT wurde im Frühjahr unterzeichnet. Mit Hilfe des Spektrographen sollen Spuren der Entstehung erster Galaxien im All analysiert und die Suche nach Planeten außerhalb des Sonnensystems unterstützt werden, die Leben bergen könnten.

Bislang sind entsprechende Krebsdiagnosen nur nach Gewebeentnahme im Labor möglich. Zwischen mit Eingriffen verbundenen Untersuchungen und Operationen können so Wochen liegen. Mit IFS reicht eine Fasersonde, um befallenes Gewebe während der Entfernung einzugrenzen. „Mit der von uns entwickelten Methode sind nun ganze Bildsequenzen, also Videos möglich“, so Elmar Schmälzlin, der die Spektroskopie am AIP mitentwickelt hat. Mit der gleichen Technologie werden Astrophysiker in Chile Alter und Zusammensetzung von Sternen in tausenden Lichtjahren Entfernung messen.

Dreidimensionale Spektrographen wie sie im AIP unter dem Namen „Muse“ entwickelt wurden, registrieren nicht nur sichtbares Licht sondern auch unsichtbare Wellenlängen. So können sogar spektrale Fingerabdrücke unterschiedlicher Atome sichtbar machen. Ausgetestet haben die AIP-Forscher das Verfahren zunächst in einer Reihe von Laborversuchen. Als Modellsystem diente ein sich in Wasser auflösendes Zuckerstück, wobei quasi jedes einzelne Kristall in der Flüssigkeit kenntlich gemacht werden konnte. Auch Versuche mit tierischem Gewebe wurden bereits durchgeführt. Bis zum Frühjahr sollen die Tests in Zusammenarbeit mit der Berliner Charité an menschlichem Gewebe abgeschlossen werden.

Mit der Firma Oberon in Wildau (Dahme-Spreewald), die an der Entwicklung von Fasersonden arbeitet, ist auch die Wirtschaft in das Vorhaben integriert. Der Bund hat bereits zwei Millionen Euro Fördermittel investiert, weiteres Geld könnte folgen. Mit dem konkreten Einsatz bei Operationen kann in einigen Jahren gerechnet werden.

Von Gerald Dietz

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