Prof. Dr. Vasilis Ntziachristos

Forschungsschwerpunkte: Biomedizinische Technik, Bildgebung und Sensorik, Optoakustik, bioinformatische Methoden, klinische Translation
Vasilis Ntziachristos ist ein griechischer Elektroingenieur, der sich auf bildgebende Verfahren und ihre Anwendung in der Medizin spezialisiert hat. Der Wissenschaftler forscht an der Entwicklung nicht-invasiver optischer und optoakustischer Bildgebungsverfahren, die in Kombination mit Sensoren und Methoden der Datenverarbeitung dazu beitragen, Krankheiten in ihren frühesten Stadien zu erkennen und so die Heilungschancen für Patientinnen und Patienten zu verbessern.
Bildgebende Verfahren spielen eine entscheidende Rolle bei der Diagnostik und dem Management verschiedenster Erkrankungen. Methoden wie Röntgen, Ultraschall und Magnetresonanztomographie (MRT) haben die Medizin revolutioniert, stoßen jedoch bei bestimmten Fragestellungen an ihre Grenzen. So liefert der Ultraschall beispielsweise nur niedrig aufgelöste Bilder von unterschiedlichen Strukturdichten oder visualisiert den Blutfluss in größeren Gefäßen mittels Doppler-Ultraschall, bietet jedoch keine Informationen über andere biologische Eigenschaften des untersuchten Gewebes. Rein optische Verfahren, die auf Lichtreflexion oder
-streuung basieren, dringen aufgrund der starken optischen Streuung im Hautgewebe nur bis zu einer Tiefe von weniger als einem Millimeter vor.
Um diese Herausforderungen zu überwinden, haben Vasilis Ntziachristos und sein Team die Raster-Scan-Optoacoustic Mesoscopy (RSOM) entwickelt, eine Technologie, die Bilder mit mittlerer Auflösung zwischen Makroskopie und Mikroskopie erzeugt. RSOM ermöglicht eine besonders detaillierte Darstellung biologischer Strukturen und Funktionen in und unterhalb der Haut. Das RSOM-Konzept basiert auf der Verbindung von Licht und Schall, einem Phänomen, das als Optoakustik bezeichnet wird und dieser Technologie ihren Namen gibt. Dabei werden kurze Lichtimpulse niedriger Energie auf die Haut gerichtet, was eine minimale Erwärmung des Gewebes zur Folge hat, meist unter einem Grad Celsius. Diese Erwärmung führt zu einer kurzzeitigen Ausdehnung und anschließenden Kontraktion des Gewebes, wodurch Ultraschallwellen entstehen.
Die Optoakustik ist eine innovative, hybride Bildgebungsmodalität, die die Vorteile von Akustik und Optik vereint. Die durch Lichtabsorption erzeugten Ultraschallsignale ermöglichen es, Bilder mit hohem optischem Kontrast und zugleich hoher räumlicher Auflösung zu erstellen. Die Schallwellen breiten sich durch das Gewebe aus und werden an der Oberfläche von Ultraschallwandlern erfasst. Durch die Verarbeitung dieser Schallwellen können detaillierte, dreidimensionale Darstellungen des untersuchten Bereichs erstellt werden. Unterstützt durch moderne Rechenmethoden und künstliche Intelligenz, eröffnet das Verfahren neue Möglichkeiten in der Prävention und in der Präzisionsmedizin.
Die Kombination von Licht und Schall macht RSOM nicht nur kostengünstig, sondern ermöglicht auch eine Miniaturisierung der Technologie. Dadurch kann sie nicht nur in Kliniken, sondern auch in Arztpraxen und potenziell auch bei Patientinnen und Patienten zu Hause eingesetzt werden.
Vasilis Ntziachristos engagiert sich nicht nur für die Entwicklung neuer Verfahren, sondern auch für die praktische Anwendung der optoakustischen Technologie. So hat der Grundlagenforscher bereits mehrere Ausgründungen im Bereich der Fluoreszenz- und optoakustischen Bildgebung für biomedizinische Anwendungen initiiert.