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 Neues Verfahren für die Erkennung von Brustkrebs etabliert
06.12.2017 | Universitätsklinikum Gießen und Marburg GmbH

nachricht Mit Algorithmen Krankheiten erkennen
05.12.2017 | Hochschule Landshut

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

Im Focus: Successful Mechanical Testing of Nanowires

With innovative experiments, researchers at the Helmholtz-Zentrums Geesthacht and the Technical University Hamburg unravel why tiny metallic structures are extremely strong

Light-weight and simultaneously strong – porous metallic nanomaterials promise interesting applications as, for instance, for future aeroplanes with enhanced...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Papstar entscheidet sich für tisoware

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

Natürliches Radongas – zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

„Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz

08.12.2017 | Biowissenschaften Chemie