Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mikroskopischer Sensor für Medizin und Nachrichtentechnik

07.10.2004


MORES-Sensor als Ohr-Plug-in


Intelligenter Floh im Ohr


Winzig klein, voller Hightech, universell einsetzbar - diese drei Begriffe charakterisieren einen mikrooptische Sensor, den Erfurter Forscher am CiS Institut für Mikrosensorik entwickelt haben. MORES heißt der Winzling, er misst die Herzfrequenz ebenso wie die Farbe einer Flasche, soll also sowohl in der Industrie wie der Telemedizin angewendet werden.

Sensoren - gleichgültig wo sie eingesetzt werden - müssen heute drei Bedingungen erfüllen: Sie messen extrem genau, sie sind klein bis winzig, und sie lassen sich möglichst universell nutzen. Alle drei Forderungen erfüllt MORES. Diplom-Ingenieur Dieter Römhild vom CiS Institut für Mikrosensorik in Erfurt.


Also, der Sensor selbst ist von außen aus gesehen eine quadratische Glasplatte mit den Kantenmaßen 8x8 Millimeter, ungefähr 1,5 Millimeter dick, und er beinhaltet eigentlich die komplette Sensorik, das ist auf der einen Seite ein optischer Sender und unmittelbar daneben ein optischer Empfänger, womit der Erfurter Forscher das technische Grundprinzip des Sensors umschrieben hat: Die Messdaten - sei es nun die Vitaminkonzentration in Gemüse, die Herzfrequenz eines Sportler oder die Farbe von Glas - die Messdaten ermittelt berührungsfrei ein Lichtstrahl.

In dem Sensorchip selbst sind Licht emittierende Dioden integriert, die können verschiedenen Farben haben und sitzen dann nebeneinander und werden der Reihe nach aktiviert und senden dann unterschiedlich farbiges Licht aus. Dieses Licht trifft dann auf das Messobjekt, zum Beispiel die Haut oder ein chemisches Medium, von wo es verändert auf den Empfänger reflektiert und in elektrischen Strom gewandelt wird. Diese Veränderungen des Lichtes betreffen gleich mehrere physikalische Prinzipien. Beim einfachsten beeinflusst das zu messende Objekt die Farbe des reflektierten Lichtes.

Komplizierter wird es beim Einsatz von polarisiertem Licht: Schickt der Sensor polarisiertes Licht in einem bestimmten Winkel auf ein polarisierendes Medium, Zucker zum Beispiel, reflektiert das Licht mit verändertem Winkel.

Ein drittes Verfahren schließlich nutzt Fluoreszenzlicht, mit dem sich etwa Spuren von Vitaminen nachweisen lassen. All diese Messverfahren funktionieren bei MORES aber nur deshalb so gut, weil ein Trick Lichtkurzschlüsse verhindert: Sender und Empfänger liegen so dicht nebeneinander, dass sich abgestrahltes und empfangenes Licht mischen würden, hätte das Sensorglas nicht die Eigenschaft, dass es UV-empfindlich ist; nun kann man mit einem mikrolithografischen Verfahren wie es in der Chipindustrie üblich ist, bestimmte Bereiche von dem Glas belichten, dann werden die belichteten Bezirke unter Temperatureinwirkung dunkel, fast schwarz. Und jetzt habe ich unmittelbar neben einander auf dem gleichen Chip Bereiche, die nicht UV-belastet waren und Bereiche, die nachträglich schwarz wurden, so dass ich optische Fenster und optische Barrieren so zusagen dreidimensional in meinem Glas erzeugt habe. Mit dem Resultat, dass die Lichtstrahlen räumlich getrennt werden.

Gleichgültig ob in der Industrie, beim Winzer, in der Klinik oder auf der Wellness-Farm - MORES misst einfach alles, was sich optisch messen lässt, zumal er in Größe und Funktion jedem Einsatz angepasst werden kann. Das gilt - sagt Dieter Römhild vom CiS Institut für Mikrosensorik in Erfurt - auch für den Einsatzort.

Wir haben im Moment in Entwicklung einen Sensor, der so klein ist, dass er sogar im Ohr messen kann. Es ist also nicht von außen notwendig, am Finger oder am Fuß oder an der Stirn zu messen, sondern man kann sogar vom Gehörgang aus die Vitalfunktionen des Menschen erfassen - also die Herzfrequenz, der Sauerstoffgehalt des Blutes, die Elastizität der Blutgefäße und in Kombination mit einem EKG sogar den Blutdruck. Dabei strahlt der Sensor Licht auf die winzigen Arterien des Gehörganges; pumpt nun das Herz Blut durch die Gefäße, weiten sich die Arterien und haben ein intensiveres Rot als noch Sekunden zuvor. Diese Farbabweichung reicht, um gleich mehrere Vitalfunktionen zu berechnen. Und zwar online ohne kompliziertes Anlegen von Messgeräten und ohne lästiges Blutabnehmen!

Mirko Smiljanic | idw
Weitere Informationen:
http://www.cismst.de

Weitere Berichte zu: Empfänger Herzfrequenz Lichtstrahl MORES Sensor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie