Intelligentes OP-Messer erkennt krankes Gewebe

Alfred Domke

Neue Operationstechnik: „iKnife“

20.07.2013

Mit Hilfe eines neu entwickelten elektrischen Messers, dem „iKnife“, sollen Chirurgen künftig in Sekundenschnelle feststellen können, ob sie in gesundem oder in Tumorgewebe schneiden. Bei Krebsoperationen könnte das intelligente Messer enorm hilfreich für die Ärzte sein, aber bis zu einem Praxiseinsatz ist es noch ein langer Weg.

Erste Tests bestanden
Bei Krebsoperationen ist es für Chirurgen oft nicht möglich, zu sehen, wo der Tumor endet und wo das gesunde Gewebe beginnt. Künftig könnte ein neu entwickeltes intelligentes Messer dazu beitragen, dass Ärzte binnen Sekunden erkennen, welche Gewebe bei Krebspatienten vom Tumor befallen sind. Erste Tests hat die technische Innovation bereits bestanden, aber bis zu einem Praxiseinsatz ist es noch ein weiter Weg.

Enormer Zeitgewinn
Eine schnelle Entscheidungshilfe würde den Chirurgen die Operationen enorm erleichtern. Denn wenn zu radikale Schnitte vorgenommen werden, wird der Patient unnötig belastet. Wird jedoch zu wenig entfernt, bleiben Krebszellen zurück und es werden Folgeoperationen nötig. Dies sei bei der Entfernung von Brustkrebs leider oft der Fall. Damit festgestellt werden kann, was entfernt werden soll und was nicht, werden in Zweifelsfällen während der Operation Gewebeproben analysiert. Bis zu einem Ergebnis könne aber mehr als eine halbe Stunde vergehen. Die neue Technik würde einen enormen Zeitgewinn bringen.

„iKnife“
Forscher um den Ungarn Zoltán Takáts vom Imperial College in London haben die neue Technik, das „iKnife“, nun im Fachmagazin „Science Translational Medicine"vorgestellt. Innerhalb von drei Sekunden soll eine farbige Anzeige dem Arzt helfen, zu entscheiden, ob Gewebe herausgeschnitten werden sollte oder nicht. Dabei kommt ein sogenannter Elektrokauter zum Einsatz. Dieser Draht, der von elektrischem Strom durchflossen wird, ist mittlerweile ein Standardinstrument bei chirurgischen Eingriffen. Das Gerät wird normalerweise anstelle eines klassischen Skalpells unter anderem wegen des geringeren Blutverlusts verwendet, da es mit Hitze durch das Gewebe schneidet und gleichzeitig Adern schließt.

Rauch von verbranntem Gewebe
Der entstehende Rauch des vom Draht verbrannten Gewebes wird beim „iKnife“ von einem Massenspektrometer analysiert und die Messwerte werden mit den Daten einer Referenzdatenbank verglichen. Die Forscher hatten in einem ersten Test die Rauchsignaturen von gesundem und auch von bösartig wucherndem Gewebe gespeichert. Dafür wurde Material von 302 Probanden verwendet. Es handelte sich um 1624 vom Krebs befallene Proben und 1309 unverdächtige. Anschließend wurde das Gewebe von weiteren 81 Patienten untersucht, indem sie den Rauch des Elektrokauters von dem fahrbaren Massenspektrometer analysieren und mit der Datenbank vergleichen ließen. Dabei habe das neue Gerät bei der Analyse zu 100 Prozent richtig gelegen.

Deutscher Forscher geht von langer Wartezeit aus
Das „iKnife“ sei aber noch sehr weit von einem praktischen Einsatz im Krankenhausalltag entfernt. Es seien zunächst weitere, diesmal anonymisierte Studien nötig. Der Erfinder Zoltán Takáts plant, das Messer an 1000 bis 1500 Patienten mit verschiedenen Krebsformen zu testen und anschließend über sein Unternehmen „Medimass“ zu vermarkten. Auch der Heidelberger Krebsforschers Rösli sieht noch einen langen Weg vor dem Einsatz der Technik im Operationssaal. Es müssten unter anderem auch Sicherheitsaspekte, wie die Sterilität der Geräte bedacht werden. „Gut wäre, wenn später ein rotes und grünes Licht dem Chirurgen signalisiert, in welchem Gewebe er schneidet", sagt Rösli. Er geht noch weiter in seinen Überlegungen: „Oder noch besser: Wenn sich das Messer bei gesundem Gewebe von selbst ausschaltet."

Zulassung in zwei bis drei Jahren
Rösli meint: „Es gibt Dinge, die ein Chirurg mit den Augen nicht sehen kann." Und so könne das Messer beispielsweise bei Hirntumoren, Blasentumoren oder nahe an Blutgefäßen eingesetzt werden, also überall dort, wo ein Schnitt in gesundes Gewebe besonders folgenreich sein könnte. Bis es soweit ist, müsse die vom Imperial College und der ungarischen Regierung finanzierte Neuentwicklung erst den offiziellen Zulassungsprozess überstehen. Die Forscher gehen dabei von noch einmal zwei bis drei Jahren aus.

300.000 Euro für den Prototyp
Eine weitere Hürde die zu meistern ist, ist die finanzielle. Der Prototyp des „iKnife“ kostete umgerechnet rund 300.000 Euro. Laut Takáts und seinen Kollegen werde der Preis bei der Fertigung größerer Stückzahlen zwar sinken, aber das nötige Massenspektrometer bleibt in jedem Fall ein kostspieliges Gerät. (ad)

Bildnachweis: Thommy Weiss / pixelio.de