Die Speiseröhre beginnt im Rachenraum und führt in den Magen. © magicmine / iStock / Getty Images Plus

Erkrankungen der Speiseröhre: Diagnostik mit Sensor-Technologie

Beschwerden wie Sodbrennen oder Aufstoßen kennt fast jeder. Bei 10 bis 20 Prozent der Menschen in der westlichen Welt steckt dahinter eine Reflux-Erkrankung, bei der saurer Mageninhalt in die Speiseröhre zurückfließt. Um herauszufinden, wo die Ursachen liegen, müssen sich Patienten einer langwierigen und nicht sehr angenehmen Untersuchung unterziehen. Ein Forscherteam des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) in Jena erforscht nun ein neuen Diagnosegerät, das diese Prozedur schneller, aussagekräftiger und für die Patienten weniger belastend macht.

12.09.2019

In drei Jahren wollen die Forscher gemeinsam mit zwei Thüringer Unternehmen und Partnern aus Florenz das Gerät vorlegen, das Patienten künftig auch für Langzeitmessungen zu Hause nutzen können. Um herauszufinden, wie das komplexe Zusammenspiel der Speiseröhrenmuskulatur gestört ist, ermittelt ein Messkatheter die Druckverteilung über die gesamte Länge der Speiseröhre.

Faseroptische Sensoren des Wissenschaftlerteams vom Leibniz-IPHT ermöglichen hochauflösende Katheter, die nicht dicker sind als 4 Millimeter. Das erleichtert die Anwendung und macht die Messung für den Patienten angenehmer.

Messung mit faseroptischen Sensoren

Interferometer, mit dem Faser-Bragg-Gitter in den Faserkern geschrieben werden. © Sven Döring

Um an vielen verschiedenen Stellen der Speiseröhre gleichzeitig den Druck zu messen und so die Peristaltikbewegungen nachvollziehen zu können, ordnen die Forscher zehn bis fünfzehn faseroptische „Dehnungsmessstreifen“, sogenannte Faser-Bragg-Gitter-Sensoren, in einer optischen Faser an. An welchen Stellen die Messungen jeweils durchgeführt werden, können sie anhand unterschiedlicher Wellenlängen der einzelnen Sensoren bestimmen.

Dank weiterer faseroptischer Sensoren im Bereich des Magens und darüber, lassen sich mit dem Katheter gleichzeitig mit den Druck- auch pH- und Gallenwerte ermitteln und miteinander verknüpfen. Das ermöglicht es Medizinern, neue Erkenntnisse über die Ursachen von Erkrankungen zu gewinnen.

Weil der Katheter mit einem handlichen Gerät verbunden ist, sollen Patienten ihn künftig auch zu Hause für Messungen über einen längeren Zeitraum von 24 Stunden und mehr anwenden können. Das ermöglicht es Ärzten, Störungen zu entdecken, die nur gelegentlich und nicht bei jedem Schluckvorgang auftreten.

Tests an Patienten geplant

„Wir haben bereits einen relativ hohen Technologie-Reifegrad erreicht“, sagt Faserforscher und -technologe Manfred Rothhardt, der das Projekt koordiniert und am Leibniz-IPHT seit vielen Jahren faseroptische Sensoren erforscht, die etwa an Windkraftanlagen, Airbus-Flügeln oder Lokomotiven zum Einsatz kommen. In zwei Jahren wollen er und sein Team das Diagnosegerät vorlegen, das dann über ein Jahr an Patienten getestet werden soll.

Quelle: Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.