Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zur Form kommt Farbe: Auf Knopfdruck Licht in Blutgefäßen und Geweben

24.10.2008
Ingenieure entwickeln neue Konzepte der Medizinischen Bildgebung

Photoakustik, Optische Kohärenztomographie und Holographie sind drei neue Konzepte der optischen Bildgebung, mit denen Ingenieure um Prof. Dr. Martin Hofmann (Photonik und Terahertztechnologie) den Blick in den menschlichen Körper deutlich schärfen wollen.

Dabei nutzen sie spezielle Laserdioden, um die Strukturinformation herkömmlicher Verfahren wie etwa den Ultraschall um zusätzliche histologische bzw. chemische Informationen zu ergänzen. Anhand solcher Aufnahmen, die Gewebeschnitten ähneln, ließe sich z.B. ein Muttermal vorab beurteilen und manche Biopsie ersparen.

Der Zusatzknopf am Ultraschallgerät

Die Photoakustik verbindet die Vorteile der Ultraschall-Bildgebung mit der Bildgebung mit Licht. Licht wird zwar normalerweise vom Gewebe gestreut, was Bildinformationen verhindert, von bestimmten Strukturen - etwa in der Umgebung eines Tumors - wird es aber absorbiert, was sich durch ein Kontrastmittel noch verstärken lässt. Im Moment der Absorption erwärmt sich das Gewebe leicht und löst eine "kleine" Druckwelle bzw. Schallwelle aus, die ein Ultraschallgerät detektieren kann. Die Vision ist der Zusatzknopf "Laser off/on" am Ultraschallgerät, mit dem sich bei Bedarf die Struktur- mit der Farbinformation kombinieren lässt.

Gewebe gezielt ansteuern und "hinein gucken"

Ein rein optisches Verfahren ist dagegen die Optische Kohärenztomographie (OCT). Sie beruht auf der Überlagerung (Interferenz) von Lichtwellen. Wenn das Lichtsignal in zwei Anteile zerlegt wird und beide nach einer gleich langen Wegstrecke wieder zusammen kommen, gibt es ein Interferenzsignal (feste Phasenbeziehung kohärenter Wellen). Die OCT nutzt diesen Effekt, indem ein Lichtanteil in die zu untersuchende Probe gelegt wird und der zweite Anteil über einen Spiegel eine bestimmte Wegstrecke außerhalb der Probe beschreibt (Referenzwegstrecke). Über diesen "Referenzarm" steuern die Ingenieure gezielt eine bestimmte Tiefe im Gewebe an und "gucken hinein". Die bereits in der Dermatologie und Augenheilkunde eingesetzte Technik wird jetzt weiterentwickelt, indem die Messgeschwindigkeit erhöht und die reine Strukturinformation um Informationen zur Zusammensetzung des Gewebes (optische Histologie) ergänzt wird.

Wenn der Pulsschlag das Bild "verwackelt"

Dagegen klingt das dritte Konzept - die Holographie, das dreidimensionale Bild - noch wie Zukunftsmusik. Dafür müsste jeder einzelne Punkt im Raum separat angefahren und Pixel für Pixel gerastert werden. Bei der dafür entsprechend langen Aufnahmezeit kommt immer der Pulsschlag dazwischen, der das Bild "verwackelt". Mit der sog. zeitaufgelösten Holographie lassen sich nun einzelne Ebenen eines Objektes komplett aufnehmen und gleichzeitig als holographisches Bild speichern. Mit der speziellen Technik der Einzelschussholographie ist es den Bochumer Forschern gelungen mit einer einzigen Belichtung ein komplettes dreidimensionales Bild aufzunehmen. Auf das Abrastern kann somit ganz verzichtet werden.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Martin Hofmann, Photonik und Terahertztechnologie, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Ruhr-Universität Bochum, Tel.: 0234/32-22259, E-Mail: martin.hofmann@rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/rubin/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Wirkt die Biomechanische Stimulation?
21.02.2018 | Hochschule Offenburg, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Medien

nachricht Gefäßprothesen aus dem Bioreaktor
19.02.2018 | Leibniz Universität Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics