Skip to main content
Hauptrubriken
CME Facharzt-Training Webinare Zeitschriften Bücher e.Medpedia Podcast
Service
Jobbörse Info & Hilfe
Fachgebiete
Anästhesiologie Allgemeinmedizin Arbeitsmedizin Augenheilkunde Chirurgie Dermatologie Gynäkologie und Geburtshilfe HNO Innere Medizin Kardiologie Neurologie Onkologie und Hämatologie Orthopädie und Unfallchirurgie Pädiatrie Pathologie Psychiatrie Radiologie Rechtsmedizin Urologie Zahnmedizin
Themen
Klimawandel und Gesundheit Neues aus dem Markt COVID-19 Praxis und Beruf Seltene Erkrankungen GOÄ & EBM Panorama
Sammlungen
Kasuistiken Algorithmen & Infografiken Blickdiagnosen Arthropedia FlapFinder (für Dermatochirurgen) Videos Kongressberichterstattung Medizin für Apothekerinnen und Apotheker Für Ärztinnen und Ärzte in Weiterbildung Für Medizinstudierende
Erweiterte Suche
Anmelden
nach oben
Die Dermatologie
Erschienen in: Die Dermatologie 12/2021

04.11.2021 | Atopische Dermatitis | Leitthema

Optoakustische Bildgebung – innovative Bildgebungsverfahren auf dem Vormarsch

verfasst von: Dr. med. T. Nau, S. Schneider, J. Aguirre, V. Ntziachristos, T. Biedermann, U. Darsow

Erschienen in: Die Dermatologie | Ausgabe 12/2021

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Zusammenfassung

Die optoakustische Bildgebung (OAB) hat sich in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt. Mittels teils gepulsten Lichts in verschiedenen Wellenlängen werden unterschiedliche Farbträger (Chromophore) zur Bildung von Schallwellen angeregt. Diese werden von den neu entwickelten Systemen detektiert und mittels verschiedener Algorithmen in dreidimensionale Bilder umgewandelt. Die Technik zeichnet sich durch ein gutes Verhältnis von Kontrast und Eindringtiefe aus und kann aufgrund ihrer Skalierbarkeit makro-, meso- und mikroskopische Bilder erzeugen. Die optoakustische Makroskopie bestrahlt das zu untersuchende Areal breit mit Laserlicht. Hierdurch können Abbildungen mit hoher Eindringtiefe erzeugt werden, jedoch lediglich mit einer mittleren Auflösung. Klinisch interessante Anwendungsfelder sind z. B. die Ergebnisse von ex-vivo untersuchten Sentinellymphknoten mittels makroskopischer Optoakustik. Aufgrund der Fähigkeit der OAB Melanin darzustellen zeigte sich eine bisherigen bildgebenden Methoden, jedoch nicht der Histologie überlegene Detektionsrate für Metastasen. Die Fähigkeit, mit einer guten Auflösung dermale und epidermale Strukturen, besonders Gefäße, darzustellen, macht sich die optoakustische Mesoskopie bei der Untersuchung entzündlicher Hauterkrankungen zunutze und könnte künftig zur Überprüfung des Therapieerfolges, z. B. durch Biologika bei Psoriasis vulgaris oder dem atopischen Ekzem, beitragen. Die bisher v. a. auf präklinische In-vivo-Forschung beschränkte optoakustische Mikroskopie könnte künftig zur Detektion noch feinerer Gefäßstrukturen und deren Veränderungen verwendet werden. Die klinischen Möglichkeiten der OAB scheinen bisher sehr großen Nutzen bieten zu können und sind ein aktuell stark untersuchtes Forschungsfeld.
Literatur
1.
Aguirre J, Berezhnoi A, He H et al (2019) Motion quantification and automated correction in clinical RSOM. IEEE Trans Med Imaging 38:1340–1346CrossRef
2.
Aguirre J, Schwarz M, Garzorz N et al (2017) Precision assessment of label-free psoriasis biomarkers with ultra-broadband optoacoustic mesoscopy. Nat Biomed Eng 1:68CrossRef
3.
Berezhnoi A, Aguirre J, Hindelang B et al (2019) Optical features of human skin revealed by optoacoustic mesoscopy in the visible and short-wave infrared regions. Opt Lett 44:4119–4122CrossRef
4.
Berezhnoi A, Schwarz M, Buehler A et al (2018) Assessing hyperthermia-induced vasodilation in human skin in vivo using optoacoustic mesoscopy. J Biophotonics 11:e201700359CrossRef
5.
Chuah SY, Attia ABE, Ho CJH et al (2019) Volumetric multispectral optoacoustic tomography for 3‑dimensional reconstruction of skin tumors: a further evaluation with histopathologic correlation. J Invest Dermatol 139:481–485CrossRef
6.
Dadkhah A, Zhou J, Yeasmin N et al (2018) Integrated multimodal photoacoustic microscopy with OCT-guided dynamic focusing. Biomed Opt Express 10:137–150CrossRef
7.
8.
Hallasch S, Giese N, Stoffels I et al (2021) Multispectral optoacoustic tomography might be a helpful tool for noninvasive early diagnosis of psoriatic arthritis. Photoacoustics 21:100225CrossRef
9.
He H, Schönmann C, Schwarz M et al (2021) Fast raster-scan optoacoustic mesoscopy enables assessment of human melanoma microvasculature 〈em〉in vivo〈/em. medRxiv:2021.2005.2025.21257525
10.
Hindelang B, Aguirre J, Schwarz M et al (2019) Non-invasive imaging in dermatology and the unique potential of raster-scan optoacoustic mesoscopy. J Eur Acad Dermatol Venereol 33:1051–1061CrossRef
11.
Leng X, Chapman W Jr., Rao B et al (2018) Feasibility of co-registered ultrasound and acoustic-resolution photoacoustic imaging of human colorectal cancer. Biomed Opt Express 9:5159–5172CrossRef
12.
Li X, Dinish US, Aguirre J et al (2019) Optoacoustic mesoscopy analysis and quantitative estimation of specific imaging metrics in Fitzpatrick skin phototypes II to V. J Biophoton 12:e201800442
13.
Masthoff M, Helfen A, Claussen J et al (2018) Multispectral optoacoustic tomography of systemic sclerosis. J Biophotonics 11:e201800155CrossRef
14.
Nitkunanantharajah S, Haedicke K, Moore TB et al (2020) Three-dimensional optoacoustic imaging of nailfold capillaries in systemic sclerosis and its potential for disease differentiation using deep learning. Sci Rep 10:16444CrossRef
15.
Ntziachristos V (2010) Going deeper than microscopy: the optical imaging frontier in biology. Nat Methods 7:603–614CrossRef
16.
Ntziachristos V, Razansky D (2010) Molecular imaging by means of multispectral optoacoustic tomography (MSOT). Chem Rev 110:2783–2794CrossRef
17.
Park K, Kim JY, Lee C et al (2017) Handheld photoacoustic microscopy probe. Sci Rep 7:13359CrossRef
18.
Park S, Saw SN, Li X et al (2021) Model learning analysis of 3D optoacoustic mesoscopy images for the classification of atopic dermatitis. Biomed Opt Express 12:3671–3683CrossRef
19.
Rebling J, Greenwald B‑YM, Wietecha M et al (2021) Long-term imaging of wound angiogenesis with large scale Optoacoustic microscopy. Adv Sci 8:2004226–2004226CrossRef
20.
Schellenberg MW, Hunt HK (2018) Hand-held optoacoustic imaging: a review. Photoacoustics 11:14–27CrossRef
21.
Schwarz M, Buehler A, Aguirre J et al (2016) Three-dimensional multispectral optoacoustic mesoscopy reveals melanin and blood oxygenation in human skin in vivo. J Biophotonics 9:55–60CrossRef
22.
Seeger M, Karlas A, Soliman D et al (2016) Multimodal optoacoustic and multiphoton microscopy of human carotid atheroma. Photoacoustics 4:102–111CrossRef
23.
Seong M, Chen S‑L (2020) Recent advances toward clinical applications of photoacoustic microscopy: a review. Sci China Life Sci 63:1798–1812CrossRef
24.
Steinberg I, Huland DM, Vermesh O et al (2019) Photoacoustic clinical imaging. Photoacoustics 14:77–98CrossRef
25.
Stoffels I, Jansen P, Petri M et al (2019) Assessment of nonradioactive multispectral optoacoustic tomographic imaging with conventional lymphoscintigraphic imaging for sentinel lymph node biopsy in melanoma. Jama Netw Open 2:e199020CrossRef
26.
Stoffels I, Morscher S, Helfrich I et al (2015) Metastatic status of sentinel lymph nodes in melanoma determined noninvasively with multispectral optoacoustic imaging. Sci Transl Med 7:317ra199CrossRef
27.
Wong TTW, Zhang R, Hai P et al (2017) Fast label-free multilayered histology-like imaging of human breast cancer by photoacoustic microscopy. Sci Adv 3:e1602168CrossRef
28.
Yew YW, Dinish US, Choi ECE et al (2019) Investigation of morphological, vascular and biochemical changes in the skin of an atopic dermatitis (AD) patient in response to dupilumab using raster scanning optoacoustic mesoscopy (RSOM) and handheld confocal Raman spectroscopy (CRS). J Dermatol Sci 95:123–125CrossRef
29.
Zhang D, Yuan Y, Zhang H et al (2021) Photoacoustic microscopy provides early prediction of tissue necrosis in skin avulsion injuries. Clin Cosmet Investig Dermatol 14:837–844CrossRef
30.
Metadaten
Titel
Optoakustische Bildgebung – innovative Bildgebungsverfahren auf dem Vormarsch
verfasst von
Dr. med. T. Nau
S. Schneider
J. Aguirre
V. Ntziachristos
T. Biedermann
U. Darsow
Publikationsdatum
04.11.2021
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Die Dermatologie / Ausgabe 12/2021
Print ISSN: 2731-7005
Elektronische ISSN: 2731-7013
DOI
https://doi.org/10.1007/s00105-021-04907-0

Weitere Artikel der Ausgabe 12/2021

Die Dermatologie 12/2021 Zur Ausgabe

Wie lautet Ihre Diagnose?

Intertriginöse Plaques mit Pusteln bei einer Patientin mit systemischem Lupus erythematodes

Kasuistiken

Infiltration der Schädelkalotte durch ein dedifferenziertes kutanes Leiomyosarkom

Leitthema

Neues von der optischen Kohärenztomographie

Originalien

Qualität der dermatologischen Versorgung von Neurodermitis in Deutschland – keine Verbesserung der Indikatoren nach 10 Jahren

One Minute Wonder

Atopische Dermatitis

Wie lautet Ihre Diagnose?

Was steckt hinter dem druckschmerzhaften Knoten am Knie?

Passend zum Thema

ANZEIGE

Umfrage: Topika mit Dexpanthenol bei Radiodermatitis empfohlen

In der topischen Prävention der akuten Radiodermatitis werden Zubereitungen mit Dexpanthenol oder Harnstoff von deutschsprachigen Fachkreisen in der Radioonkologie am häufigsten empfohlen und als am wirksamsten bewertet. Bei der Behandlung der strahlenbedingten Hautschäden liegen Topika mit Dexpanthenol oder Kortikosteroide vorn [1]. 

ANZEIGE

Handekzem: Adhärenz bei topischer Therapie nicht zufriedenstellend

Einer klinischen Studie zufolge wendet nur etwa die Hälfte der Ekzem-Patient:innen ihre topische Therapie mit Kortikosteroiden wie verordnet an. Darüber hinaus nahm die Adhärenz im Zeitverlauf weiter ab. Bei einer gleichzeitig applizierten barrierestabilisierenden Basiscreme blieb die Anwendungsfrequenz dagegen über die Zeit stabil [1]. 

ANZEIGE

Bepanthen® unterstützt bei vielen Indikationen die Regeneration der Haut

Content Hub

Bepanthen® Wund- und Heilsalbe wird heute wie bei der Einführung vor 70 Jahren erfolgreich bei kleinen Alltagsverletzungen eingesetzt. Moderne Forschung – Untersuchungen an Hautmodellen, Genexpressionsanalysen und klinische Studien – schafft darüber hinaus Evidenz für neue Anwendungsgebiete. So kann die Dexpanthenol-haltige Salbe heute z.B. zur Nachbehandlung einer Lasertherapie bei aktinischer Keratose oder Tattoo-Entfernung eingesetzt werden. Erfahren Sie hier mehr über moderne Forschung zu Bepanthen.

Bayer Vital GmbH

Passend zum Thema

ANZEIGE

Die entscheidende Rolle des Mikrobioms bei atopischer Dermatitis

Bei atopischer Dermatitis besteht eine direkte Korrelation des Schweregrad der Erkrankung und einer verminderten Diversität des Mikrobioms. Studiendaten zeigen, dass durch eine Behandlung mit Emollienzien plus, die Besiedelung mit Staphylokokken reduziert und das Mikrobiom stabilisiert werden kann.

ANZEIGE

Welche Bedeutung hat das Mikrobiom bei Wundheilung und AD?

Warum hat das Mikrobiom der Haut in den letzten Jahren in der Wissenschaft an enormer Bedeutung gewonnen? Welche Möglichkeiten ergeben sich dadurch für die Behandlung bei Hautkrankheiten wie atopischer Dermatitis und der Wundheilung? Dies erläutert Prof. Thomas Luger im Interview.

ANZEIGE

Neueste Erkenntnisse zum Hautmikrobiom: vier Experten im Gespräch

Content Hub

Die Experten Prof. Luger (Münster), Prof. Zuberbier (Berlin), Prof. Thaçi (Lübeck) und PD Dr. Jansen (Essen) erörtern im von La Roche Posay unterstützen Expertenworkshop die Bedeutung des Mikrobioms für verschiedene Hautkrankheiten wie atopische Dermatitis, Akne oder Rosazea.

La Roche Posay

Weitere Lesetipps

ANZEIGE

Weißer Hautkrebs verursacht mehr Tote als das Melanom

Natürlich schön: phytotherapeutische Ansätze in der ästhetischen Medizin

Neue therapeutische Wege bei fortgeschrittenem Leberzellkarzinom

Filler-Notfall-Kit: Grundausstattung in der ästhetischen Praxis

ANZEIGE

Spektrum Dermatologie: Jetzt auch auf medbee – die App für Mediziner*innen

ANZEIGE

Neue Konzepte beim Handekzem

Bildnachweise