02/02/2015 - Optische Projektionstomographie für die Erfassung dreidimensionaler Echtzeit-Diagnosebilder

Menéame

Forscher der Universität Carlos III. Madrid (UC3M) von der chinesischen Akademie der Wissenschaften und anderen Institutionen entwickeln eine Technik, die es ermöglicht, dreidimensionale Diagnosebilder in Echtzeit zu erhalten. Dies ermöglicht es, sofort alle Arten von Prozessen zu entdecken, von der Entwicklung der Fruchtfliege bis hin zur erfolgreichen Biopsie.

Diese Technik verwendet die Optische Projektionstomographie, das ist "wie das Röntgenanalogon, aber mit Licht," erklärt der Forscher der UC3M Jorge Ripoll, der Abteilung für Bio-Engineering und Aerospace Engineering der UC3M. Mit dieser Technik ist es möglich, optische Marker zu verwenden, die bei transgenen Tieren wie z. B. grünem fluoreszierendem Protein verwendet werden. Dadurch kann man sehen und Anatomie von lebenden Organismen wie Fliegen oder sehr kleine Fische und die Funktionen, die sie spielen.

Diese Arbeit, vor kurzem in der Zeitschrift veröffentlicht Scientific Reports, ermöglicht es, mit dreidimensionalen Bildern die Entwicklung lebender Organismen von bis zu drei Millimetern zu verfolgen, die häufig in mikroskopischen Untersuchungen wie Zebrafisch oder Fruchtfliege verwendet werden. Letzteres (Drosophila melanogaster), zum Beispiel, hat einen genetischen Code, wo man die Gegenleistung für mehr als 60 Prozent der Gene von menschlichen Krankheiten finden kann.

Die Entwicklung dieser Organismen, die sich normalerweise als undurchsichtig erweisen, wenn sie mit einem konventionellen Mikroskop studiert werden, weil sie das Licht in der Nähe des Erwachsenenalters sehr zerstreuen. "Lassen Sie neue Stadien visualisieren," betont Ripoll. So weist er darauf hin, dass "diese Technik bei Menschen zwar nicht live eingesetzt werden kann, weil unser Gewebe sehr undurchsichtig ist," aber sie kann für "dreidimensionale Biopsiemessungen verwendet werden, was für den Chirurgen sehr wertvoll ist," da sie es ermöglichen würde, zu wissen, ob die Intervention so war, wie sie gewünscht wurde.

Die Anwendung dieser Technik ist einfach, sagt Jorge Ripoll: "Bekomme eine Lichtquelle, die Fluoreszenz und eine Kamera anregt, die sie erkennt" und hat nur eine Anforderung: "Die Probe soll rotieren," als ob man sie mit Röntgenstrahlen besprühen würde. Dann, mit diesen Informationen, "wir müssen ein dreidimensionales Bild bauen," erklärt er.

Die Entwicklung dieser Technik wurde unter anderem durch die Unterstützung von Forschern der chinesischen Akademie der Wissenschaften ermöglicht, die "die Software so entwickelt haben, dass die Bildaufnahme sehr effizient und schnell ist." Gleichzeitig sagt er, dass die Technologie, auf der die von seinen chinesischen Kollegen verwendeten Techniken basieren, auf der Entwicklung von Videospielen beruht.

An dieser Forschung beteiligen sich die Forscher Alicia Arranz vom Bundesinstitut für schweizerische Technologie; Di Dong von der chinesischen Akademie der Wissenschaften; Shouping Zhu und Jie Tian von der Schule für Biowissenschaften und Technologie; Charalambos Savakis, BSRC Alexander Fleming und Jorge Ripoll, Abteilung für Bio-Engineering und Luft- und Raumfahrttechnik der UC3M.

Bibliographische Referenz 

Arranz, A. et al. In-vivo. Optical Tomography of Small Scattering Specimens: time-lapse 3D imaging of the head eversion process in Drosophila melanogaster. Sci. Rep. 4, 7325. DOI:10.1038/srep07325 (2014).

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UC3M

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