Nicht zu wenig, aber auch nicht zu viel Gewebe entfernen: In der Tumorchirurgie kommt es auf jeden Millimeter an. Schnellschnittuntersuchungen bringen noch während der Operation Klarheit, ob der nötige Sicherheitsabstand eingehalten wurde oder ob sich noch Krebszellen am Rand befinden. Allerdings brauchen diese Untersuchungen ihre Zeit, und mitunter wird die Operationsdauer dadurch erheblich verlängert.

An alternativen Untersuchungsmethoden wird seit Jahren geforscht. Nun berichten Forschende der Universität Kassel über ein neues Laserverfahren, das das Potenzial hat, den Schnellschnitt zu ergänzen oder gar zu ersetzen. Die Methode kombiniert die Femtosekundenlaser-induzierte Breakdown Spectroscopy (LIBS) mit trainierten Algorithmen und funktioniert so: Ultrakurze Laserblitze von einigen billiardstel Sekunden Dauer werden auf das Gewebe geschickt, wobei das Gewebe geringfügig abgetragen wird. Das dabei erzeugte Licht gibt die chemische Zusammensetzung des Gewebes an. Die eigentliche Auswertung übernimmt dann ein Programm, das mit maschinellem Lernen darauf trainiert wurde, bösartiges von gesundem Gewebe zu unterscheiden.

Genauigkeit von 95 Prozent und mehr

In der publizierten Arbeit nutzten die Kasseler Experimentalphysiker und Pathologen Leberkrebs- und Brustkrebsproben aus dem Archiv des Instituts für Pathologie Nordhessen. Der Proof-of-Concept zeigte: Die Algorithmen erzielten in der Unterscheidung von gesundem zu krankem Gewebe eine Genauigkeit von 95 bis nahezu 100 Prozent.

Nach Angaben der Studienautoren soll das Verfahren nun so weiterentwickelt werden, dass es im Operationssaal angewendet werden kann. Krebsoperationen könnten dadurch „schneller und schonender“ für die Patienten werden. Zumal sich den Angaben zufolge noch ein weiterer Vorteil ergibt: Die Methode kann mit Ultrakurzpulslaser-Schneidewerkzeugen kombiniert werden, so dass schon während des Schnittes krankes von gesundem Gewebe unterschieden werden kann.

Quelle: Sarpe C., et al. Sci Rep 13.2023, doi.org/10.1038/s41598-023-36155-8