Advanced Endoscopic Imaging

Medizin 1

Direktor:
Prof. Dr. med. Markus F. Neurath

Optische Biopsie mit Verfahren des advanced endoscopic imaging

Im Ludwig-Demling Center setzen wir neueste endoskopische Technologien ein, um die herkömmliche Probenentnahme und nachfolgende feingewebliche Untersuchung zu ergänzen und teilweise zu ersetzen. Dafür stehen uns folgende Technologien zur Verfügung zur, welche regelmäßig zur Präzisierung der endoskopischen Diagnostik eingesetzt werden:

1) hochauflösende (HD+) Endokope mit optischer und digitaler Chromoendoskopie, welche eine virtuelle Anfärbung der Schleimhaut des Intestinaltraktes ermöglichen (Narrow-band Imaging, Olympus, Tokyo, Japan; i-scan und i-scan Optical Enhancement, Pentax, Tokio, Japan)

2) hochaufösende (HD+) Zoomendoskope mit optischer und digitaler Chromoendoskopie, welche eine 150-fache Vergrößerung der Mukosa des Intestinaltraktes ermöglichen

3) Endoskope mit erweitertem Blickfeld oder erhöhtem Biegeradius zur verbesserten Detektion von Krebsvorläuferstufen

3) Verfahren der Laser-induzieren Fluoreszenzspektroskopie

4) Endozytoskope, welche eine Vergrößerung der intestinalen Mukosa um den Faktor 500 ermöglichen

5) Endomikroskope, welche die Schleimhaut im oberen und unteren Gastrointestinaltraktes 1000-fach vergrößert darstellen können und als einzige Methode in der Lage die Intaktheit der Darmbarriere funktionell zu beurteilen.

6) Cholangioskope, mit welchen das Gallengangssystem direkt visualisiert werden kann

 

Advanced endoscopic Imaging bei Patienten mit kolorektalen Polypen

In aktuellen internationalen multizentrischen Studien konnten wir zeigen, dass Technologien des advanced endoscopic imaging sowie die laser-induzierte Fluoreszenspektroskopie eine präzise und akkurate Unterscheidung der feingeweblichen Zusammensetzung von Polypen und damit das Management von Patienten mit Polypen erheblich risikofreier und vereinfacht gestalten können.  In neueren Forschungsprojekten entwickeln wir Algorithmen zur computer-gestützen automatisierten Diagnostik von kolorektalen Polypen. Diese sogenannte Artificial Intelligence ermöglicht, dass die optische Biopsie untersucherunabhängig und als selbstlernendes System mit hoher Präzision erfolgt. Die Integration dieser künstlichen Intelligenz in bestehende Endoskopiesysteme wird dann dazu beitragen, dass die Patienten mit Krebsvorläuferstufen (sogenannten Adenomen) einer zielgerichteten endoskopischen Therapie zugeführt werden können, während Patienten mit rein gutartigen (sogenannten hyperplastischen) Polypen keiner spezifischen Therapie bedürfen und daher das weitere Management dieser Patienten risikofreier (ohne endoskopische Entfernung des Polypen) und auch kosteneffizienter gestaltet werden kann. Des Weiteren setzen wir Endoskope mit erweitertem Blickfeld und erhöhtem Biegeradius ein, um die Detektionsraste von Polypen und damit die Effektivität der Darmkrebsvorsorge zu erhöhen.

 

Advanced endoscopic Imaging bei Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen

Auf der Grundlagen der hochauflösenden Zoomendoskopie haben wir eine neue Klassifikation entwickelt, welche unter 150-fach vergrößerter Beurteilung der Mukosa eine deutlich präzisere endoskopische Beurteilung der intestinalen Entzündung bei Patienten mit Morbus Crohn und Colitis ulcerosa im Vergleich zur Standardvergrößerung ermöglicht. Wir konnten zeigen, dass dieser Magnifikationsscore sehr gut mit dem Ausmaß der histologisch nachweisbaren Entzündungsaktivität korreliert. Dadurch kann mittels der Magnifikations-endoskopie das Ausmaß der mikroskopischen Entzündung bereits während der laufenden Untersuchungen ohne die Notwendigkeit der Entnahme von Schleimhautproben präzise erfasst werden. Dieser Ansatz wird dazu beitragen, die Anzahl der notwendigen Biopsien, welche zur Beurteilung der histologischen Entzündung notwendig sind, deutlich zu reduzieren. Da aus mehreren Studien klar hervorgeht, dass das Ausmaß der mikroskopischen Entzündung wesentlich über den weiteren Krankheitsverlauf und die Prognose des Patienten entscheidet, kann durch die Magnifikationsendoskopie zudem das weitere therapeutische Management direkt und zielgerichteter erfolgen als bisher.

 

Konfokale Laserendomikroskopie

Bei Patienten mit chronischen entzündlichen Darmerkrankungen setzen wir zudem regelmäßig die konfokale Laserendomikroskopie ein, um die Darmschleimhaut zu beurteilen. Diese Methode erlaubt es, die Darmschleimhaut 1000-fach vergrößert und damit mikroskopisch darzustellen und kann als einziges Verfahren auch die funktionelle Intaktheit der Darmbarrierefunktion beurteilen. Da die funktionelle Intaktheit der mukosalen Barrierefunktion wesentlich über den weiteren Krankheitsverlauf und die Prognose von Patienten mit CED entscheidet, liefert die Endomikroskopie nicht nur wichtige Zusatzinformationen, die mit der konventionellen feingeweblichen Untersuchung nicht erfasst werden können sondern trägt auch dazu bei, die Untersuchung durch Reduktion der Anzahl von „echten“ Biopsien für den Patienten schonender und risikoärmer sowie die weitere Therapie schneller und zielgerichteter zu gestalten.

Magnifikationsendoskopie bei Patienten mit CED. Während die Endoskopie mit Standardvergrößerung (oberes Bild) eine gute Übersicht über die gesamte Fläche der Darmschleimhaut ermöglicht, können einzelne Areale mit der Magnifikationsendoskopie und virtueller Chromoendoskopie präzise hinsichtlich ihrer feingeweblichen Zusammensetzung und dem Vorhandensein von mikroskopischer Entzündung charakterisiert werden.
Konfokale Laserendomikroskopie. Mit der konfokalen Laserendomikroskopie kann die Darmschleimhaut während der Untersuchung 1000-fach vergrößert und damit auch ohne die Entnahme einer Darmschleimhautbiopsie mikroskopisch beurteilt werden. Selbst in unauffälliger Schleimhaut kann die Endomikroskopie dadurch ultrastrukturelle Zeichen der Entzündung der Darmschleimhaut erfassen. Dadurch kann die Diagnose vereinfacht und präzisiert sowie der weitere Krankheitsverlauf des Patienten vorhergesagt werden.
Obere Bildreihe: Erosionen und Kontrastmittelübertritt in das Darmlumen als Ausdruck einer gestörten Darmbarrierefunktion. Untere Bildreihe: endomikroskopisch nach-weisbare inflammatorische Hypervaskularisierung in makroskopisch intakter Mukosa
 
 
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Zusammenfassung