Beschleunigte klinische Nutzung der chemischen Fingerabdrücke der Raman-Spektroskopie

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“Die Technik der Raman-Spektroskopie – in Kombination mit aufkommenden maschinellen Lernmethoden – hält in rasantem Tempo Einzug in die Operationssäle, mit der Aussicht, die Genauigkeit chirurgischer Verfahren in einer Vielzahl onkologischer Anwendungen, einschließlich der Neurochirurgie, zu verbessern”, sagt Frédéric Leblond, Professor für Ingenieurphysik an der Polytechnique Montréal.

Die neue Arbeit seines Teams zielt darauf ab, die Akzeptanz der Raman-Spektroskopie in der Biomedizin zu beschleunigen, indem das Vertrauen der Kliniker in die Ergebnisse erhöht wird.Benannt nach dem indischen Physiker C.

V.

Raman, der die Raman-Streuung erstmals 1928 beobachtete, verwendet die Raman-Spektroskopie einen hochintensiven Laser zur Untersuchung von Molekülen.

Das von den Molekülen zurückgestreute Licht gibt Aufschluss über ihre Struktur und Bindung, so dass die Raman-Spektroskopie zur Erfassung und Identifizierung chemischer Veränderungen eingesetzt werden kann.

In der Medizin liefert diese Streuungstechnik “chemische Fingerabdrücke” von Zellen, Geweben oder Bioflüssigkeiten, die den Forschern reichhaltige biomolekulare Informationen liefern, die die Ursachen und Auswirkungen von Krankheiten aufdecken könnten.Im Vergleich zu anderen analytischen Techniken wie Histologie, Röntgenstrahlen, MRT und PET-Scans bietet die Raman-Spektroskopie mehrere Vorteile, u.a.

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dass sie nicht invasiv und zerstörungsfrei ist und nichtionisierende Strahlung verwendet.

In der Regel gibt es keine Probenvorbereitung, und die Forscher können wählen, wie viel oder wie wenig von einer Probe analysiert werden soll.

Außerdem weisen fast alle Materialien eine Raman-Streuung auf.

Reine Metalle werden nur Licht reflektieren, aber Metallurgen können die Raman-Spektroskopie verwenden, da Karbide, Nitride und Oxide die Raman-Streuung durchführen.Trotz dieser Vorteile ist die Raman-Spektroskopie eine Niedrig-Signal-Technik, die relativ lange Erfassungszeiten erfordert, und bisher gab es keine effiziente Möglichkeit, die Qualität des intraoperativen Raman-Signals zu überwachen und sicherzustellen.

Dieses Defizit behindert die klinische Umsetzung der Technik, indem es die Fähigkeit einschränkt, robuste und genaue maschinelle Lernkrebs….

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