1. Grundlagen der Licht- und Lasertechnologie

Die Art und Weise, wie ein Laser mit Gewebe interagiert, bildet die Grundlage für seinen diagnostischen Wert. Diagnostische Laser arbeiten typischerweise mit geringer Leistung, um Schäden zu vermeiden und gleichzeitig die Datenaufnahme durch optische Signale zu maximieren.

Häufige Interaktionsmechanismen umfassen:

• Elastische Streuung: Licht wird vom Gewebe reflektiert, ohne dass sich die Energie verändert; verwendet in Techniken wie der diffusen optischen Bildgebung.
• Inelastische Streuung (Raman-Effekt): Licht verliert oder gewinnt Energie und offenbart die molekulare Zusammensetzung—nützlich in der Raman-Spektroskopie.
• Fluoreszenz: Licht regt Gewebemoleküle an, die sekundäres Licht emittieren. Dies wird in der Laserinduzierten Fluoreszenz (LIF) genutzt, um abnormale metabolische Aktivitäten zu identifizieren.
• Interferenz: Wird in der Optischen Kohärenztomographie (OCT) eingesetzt, um interne Strukturen anhand von Phasenverschiebungen der reflektierten Wellen zu rekonstruieren (Barsom et al., 2016).

Das Verständnis dieser Interaktionen ermöglicht es Forschern und Klinikern, nicht-invasive Diagnosewerkzeuge zu entwickeln, die Krankheiten wie Krebs, Makuladegeneration und Herz-Kreislauf-Erkrankungen erkennen können, ohne Gewebe schneiden oder Proben entnehmen zu müssen.