Leibniz Universität

Helmholtz-Preis für die Entwicklung neuartiger Hautkrebsdiagnostik

Ein Kooperationsprojekt der Leibniz Universität Hannover und der Universität Rostock zur Hautkrebsfrüherkennung erhält die Auszeichnung für eine Methode zu einer frühen und sicheren Diagnose von bösartigen Hautveränderungen mittels dreidimensionaler Bildgebung.

Physiker vom Hannoverschen Zentrum für Optische Technologien der Leibniz Universität Hannover erhalten den Helmholtz-Preis 2024 für die Entwicklung eines neuen Hautkrebsscanners (v.l.): Prof. Dr. Bernhard Roth, Anatoly Fedorov Kukk, Di Wu. Nicht auf dem Bild der weitere Preisträger des hannoverschen Teams: Felix Scheling.

Hautkrebserkennung ohne Gewebeprobe und Skalpell, sondern schmerzfrei per Scan von außen: Das ist die Vision eines gemeinsamen Forschungsteams der Leibniz Universität Hannover (LUH) und der Universitätsmedizin Rostock. Dem Team ist es nun gelungen, mittels dreidimensionaler Bildgebung eine frühe und sichere Diagnose von bösartigen Hautveränderungen zu ermöglichen. Für ihren Hautkrebsscanner haben die Gruppen um Prof. Dr. Bernhard Roth (LUH, Hannoversches Zentrum für Optische Technologien und Exzellenzcluster PhoenixD) und Prof. Dr. Steffen Emmert (Universitätsmedizin Rostock) jetzt den Helmholtz-Preis 2024 erhalten. Der Preis ist mit 20.000 Euro dotiert und wird für Präzisionsmessungen in der Grundlagenforschung und in der angewandten Messtechnik verliehen.

Nicht-invasive Melanom-Diagnostik per Laserscan

Das interdisziplinäre Team aus der Physik und der Medizin konnte in mehrjähriger gemeinsamer Arbeit ein System zur dreidimensionalen Abbildung der Hautstruktur inklusive Bestimmung der so genannten Invasionstiefe sowie der Gut- oder Bösartigkeit von Hautläsionen entwickeln. Bislang ist es im medizinischen Alltag notwendig, eine Gewebeprobe chirurgisch zu entnehmen und sie histologisch zu untersuchen, um insbesondere den schwarzen Hautkrebs (Melanom) zu diagnostizieren. Das neue System macht eine nicht-invasive Melanom-Diagnostik möglich – schnell und per Laserscan von außen.

Kombination verschiedener Messverfahren

Vier verschiedene Messverfahren wurden dazu in einem Messgerät miteinander kombiniert: die optische Kohärenztomographie (OCT), die Raman-Spektroskopie (RS), die photoakustische Tomographie (PAT) sowie die Hochfrequenz-Ultraschall-Bildgebung (US). Das im Wesentlichen laserbasierte System ermöglicht Messungen unterhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Expositionsgrenzwerte für die humane Haut und wurde in prä-klinischen Studien an mehreren Dutzend Patienten erprobt. Sobald diese erste Datenbasis groß genug ist, wird eine KI-Software trainiert, um die Hautveränderungen im klinischen Umfeld in Echtzeit diagnostizieren zu können. Als Nächstes stehen dann die notwendigen, mehrjährigen klinischen Studien an. Ziel ist es, das System zu etablieren und es als Medizinprodukt zu zertifizieren, so dass es in absehbarerer Zeit in der Praxis eingesetzt werden kann. Je früher der schwarze Hautkrebs entdeckt wird, desto höher sind die Heilungschancen: Im Frühstadium erkannt, überleben mehr als 90 Prozent der Betroffenen die ersten fünf Jahre nach Behandlungsbeginn. Dazu soll der neue Laserscanner einen wertvollen Beitrag leisten.

Exzellenzcluster „PhoenixD: Photonics, Optics, Engineering - Innovation across Disciplines“

Prof. Dr. Bernhard Roth forscht mit seiner Gruppe bereits seit vielen Jahren zur optischen Detektion von Hautkrankheiten und zur integrierten Sensorik in den Lebenswissenschaften. Er leitet zudem die Arbeitsgruppe Präzisionsmetrologie im Exzellenzcluster „PhoenixD: Photonics, Optics, Engineering - Innovation across Disciplines“ der LUH, in dem an digitalen Optiken der Zukunft geforscht wird. 

Der Helmholtz-Preis

Der Helmholtz-Preis ist ein besonderer Maßstab in der Welt der Metrologie (Wissenschaft des Messens). Er wird vom Helmholtz-Fonds alle zwei Jahre für hervorragende wissenschaftliche und technologische Forschung auf dem Gebiet der Präzisionsmessungen in Physik, Chemie und Medizin verliehen. In jeder der beiden Kategorien „Grundlagen“ und „Anwendungen“ ist er mit 20.000 Euro dotiert. Der Helmholtz-Fonds e. V. ist ein gemeinnütziger Verein, der sich der Förderung des wissenschaftlichen Fortschritts der Messtechnik verschrieben hat. Zu Ehren des Mitbegründers und ersten Präsidenten der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt (PTR), dem Ausnahmeforscher Hermann von Helmholtz, trägt der Verein seinen Namen. Die Forschungsgruppe aus Hannover und Rostock erhält den Preis 2024 in der Kategorie „Anwendungen“, der „Grundlagen“-Preis 2024 geht an die Universität Konstanz für ein Elektronen-Mikroskopie-Projekt. Die beiden Preise werden offiziell am 28. August 2024 während des XXIV. IMEKO-Weltkongresses in Hamburg verliehen.

Videos

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(Veröffentlicht: 4. Juni 2024)