Multimodal optical imaging of skin lesions for cancer detection and evaluation

verfasst von

Anatoly Fedorov Kukk

betreut von

Bernhard Wilhelm Roth

Abstract

Die Häufigkeit von Hautkrebs, insbesondere des Melanoms, hat in
den letzten Jahrzehnten stetig zugenommen. Im Frühstadium zeigt das
Melanom oft nur minimale Symptome, so dass es schwer zu erkennen ist.
Wenn es jedoch zu einem späteren Stadium fortschreitet und sich auf
die Lymphknoten ausbreitet, sinken die Überlebenschancen für Patienten
erheblich. Der derzeitige diagnostische Goldstandard umfasst invasive und
zeitaufwändige Verfahren wie die visuelle Untersuchung, die Exzision und
die histologische Untersuchung von Gewebeproben. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein neues multimodales optisches System entwickelt, das diese Herausforderungen durch die Integration von Ultraschall (US), photoakustischer Tomographie (PAT), optischer Kohärenztomographie (OCT) und Raman-Spektroskopie (RS) in einer einzigen Messeinheit angeht. Die optische Kohärenztomographie OCT liefert detaillierte Struktur- und Tiefeninformationen für dünne Hautläsionen. Ultraschall (US) und photoakustische Tomographie (PAT) ermöglichen die Beurteilung der Eindringtiefe bei dickeren Läsionen, indem sie 3D-Tiefenbilder liefern. Mit Hilfe der Raman-Spektroskopie kann die molekular-chemische Zusammensetzung von Hautläsionen analysiert werden, was bei der Unterscheidung zwischen gutartigen und bösartigen Fällen hilfreich ist. Diese Arbeit beschreibt das System, das im Rahmen des Projekts
entwickelt wurde, einschlieÿlich der Konzeption, Konstruktion, Program-
mierung und Charakterisierung. Die Bildgebungsfähigkeiten des Systems
wurden durch Messungen an speziell angefertigten Agar-Phantomen und
ex vivo Melanomproben demonstriert. Zusätzlich wurde die klinische
Eignung des Systems anhand von in vivo-Ergebnissen an menschlicher
Haut demonstriert, die durch Messungen am Universitätsmedizin Rostock
gewonnen wurden.

Organisationseinheit(en)

Angewandte Photonik - Optische Analytik, Sensorik und Spektroskopie
Hannoversches Zentrum für Optische Technologien (HOT)

Typ

Dissertation

Anzahl der Seiten

140

Publikationsdatum

16.09.2024

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Ziele für nachhaltige Entwicklung

SDG 3 – Gute Gesundheit und Wohlergehen

Elektronische Version(en)

https://doi.org/10.15488/17986 (Zugang: Offen)