Brustkrebs ist die häufigste Krebserkrankung bei Frauen weltweit. Im Jahr 2022 wurden nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) 2,3 Millionen Neuerkrankungen und 670.000 Todesfälle registriert. Eine frühe Diagnose verbessert die Überlebensrate signifikant. Standardverfahren wie Mammografie, Sonografie oder Magnetresonanztomografie sind jedoch kostenintensiv, nicht überall verfügbar und teils mit erheblichem Aufwand für den Patienten verbunden.
Entwicklung eines tragbaren Sensorsystems in Bristol
Vor diesem Hintergrund wurde an der University of Bristol ein innovatives Sensorsystem zur präzisen Temperaturmessung an der Brustoberfläche entwickelt. Das ultradünne, flexible Patch ermöglicht eine detaillierte thermische Kartierung und wurde zunächst in experimentellen Modellen erprobt. Die Ergebnisse wurden auf der IEEE International Conference on Flexible Printable Sensors and Systems (FLEPS) 2025 in Singapur vorgestellt.
Aufbau und Funktionsweise des Sensors
Das Sensorsystem besteht aus einem Array von Temperaturfühlern auf Basis von Single-Walled-Carbon-Nanotube/PEDOT:PSS-Kompositen. Es ist auf einem nur 1 μm dicken Polyimid-Substrat gefertigt und mit einer 500 nm starken Polydimethylsiloxan-Schicht verkapselt. Durch diese Struktur passt sich der Patch der Körperoberfläche an und gewährleistet hohen Tragekomfort.
Die Sensoren zeigen eine Temperatur-Sensitivität von −0,71 %/°C. Die Reaktionszeit lag bei 1,5 ± 0,1 s, die Erholungszeit bei 4,1 ± 0,3 s. Der lineare Messbereich umfasste 20–45 °C. Damit eignet sich das System für die Detektion kleinster thermischer Unterschiede, wie sie durch gesteigerte Durchblutung und Stoffwechselaktivität maligner Gewebe entstehen.
Validierung in experimentellen Brustmodellen
Die Leistungsfähigkeit des Patches wurde in Silikon-basierten Brustphantomen geprüft. Diese Modelle erlaubten die Simulation oberflächlicher und tiefer gelegener Tumoren durch unterschiedliche Materialdicken. Das Sensorsystem erfasste zuverlässig Temperaturunterschiede und stellte deren Verteilung zweidimensional dar.
Abgrenzung zu bestehenden Verfahren
Thermografie wird seit Jahrzehnten zur Krebsfrüherkennung untersucht, erfordert bislang jedoch spezielle Infrarotkameras und klinische Infrastruktur. Das vorgestellte Sensorsystem bietet erstmals eine ultradünne, tragbare Lösung mit Echtzeitkartierung, die sich potenziell für ein breiteres Screening eignen könnte.
Die Bristol-Studie zeigt, dass ein flexibler Temperatursensor-Patch präzise thermische Unterschiede an der Brustoberfläche erfassen kann. Die Daten bestätigen eine hohe Sensitivität und schnelle Reaktionszeiten im experimentellen Setting. Künftige Untersuchungen sollen den Einsatz am Patienten prüfen, die Sensorendichte erhöhen und die Langzeitstabilität bewerten.
