Mehrere Forscherteams aus aller Welt haben auf der ersten Panamerikanisch-Iberischen Akustikkonferenz medizinische Anwendungen von so genannten akustischen Mikroskopen vorgestellt. Derartige Mikroskope setzen Ultraschallwellen anstelle von Licht zur Untersuchung biologischer Substanzen ein und klassifizieren diese anhand ihrer mechanischen Eigenschaften. Damit können unter anderem die für Alzheimer typischen Plaques sowie verkalkte Arterien untersucht werden.
Akustische Mikroskope bestehen zumeist aus einer kleinen Ultraschallquelle, die Schallwellen mit Frequenzen im Gigahertzbereich aussendet. Diese Wellen werden von biologischen Stoffen in einer charakteristischen Weise reflektiert, die von deren Elastizität abhängt. Eine Computeranalyse der reflektierten Wellen ermöglicht so die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der untersuchten Stoffe. Verschiedene im menschlichen Körper vorhandene Substanzen lassen sich damit auf akustischen Mikroskopbildern auf Grund ihrer unterschiedlichen Elastizität auseinanderhalten. Die Auflösungsgrenze akustischer Mikroskope liegt im Bereich eines Mikrometers und ist damit mit der von herkömmlichen optischen Mikroskopen vergleichbar.
Während optische Mikroskope allerdings verschiedene Stoffe anhand ihrer elektromagnetischen Eigenschaften auseinanderhalten, geben akustische Wellen Aufschlüsse über die mechanischen Eigenschaften der Untersuchungsobjekte. Dies ermöglicht die Abbildung lebender Organismen, ohne dass diese zuvor mit Kontrastmitteln versetzt werden müssen.
Erste Anwendungen der akustischen Mikroskopie könnten unter anderem bei der Diagnose von Alzheimer oder Arterienverkalkungen liegen. Auch bösartige Hautveränderungen lassen sich mit akustischen Mikroskopen relativ einfach von gutartigen Wucherungen unterscheiden ? langwierige Biopsien sind somit überflüssig. Ultraschallquellen können zudem so stark verkleinert werden, dass sie sich in den menschlichen Blutkreislauf injizieren lassen und somit Organe “vor Ort” untersuchen können.
Stefan Maier
