Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Intelligente Bildverarbeitungstechnologien helfen bei der Entwicklung medizinischer Geräte

12.11.2010
In der Automobilindustrie ist die Simulation zukünftiger Fahrzeuge und Funktionalitäten gang und gäbe. Nicht so in der Medizintechnik. Dabei können effiziente Simulatoren die Entwicklung erheblich verkürzen und bereits im Vorfeld für eine höhere Akzeptanz bei den Nutzern sorgen.

Fraunhofer FIRST zeigt auf der Medica, Halle 10, Stand F05 Technologien, die die Simulation der optischen und mechanischen Eigenschaften künftiger Geräte sowie ihres Verhaltens im menschlichen Körper ermöglichen.

Die Kernkompetenz der Fraunhofer-Forscher liegt in der Erstellung der benötigten 3-D-Modelle – zum einen für die zu entwickelnden Geräte, zum anderen für den menschlichen Körper (Organe, Gewebe etc.). Für die Geräteentwicklung erstellen die Wissenschaftler zunächst einen virtuellen Prototypen, der die gewünschten Funktionalitäten nachbildet. So kann die Funktionsweise bereits in einem frühen Stadium am Modell ausprobiert werden. Einzelne Komponenten können mithilfe von Hardware-in-the-Loop-Tests geprüft und optimiert werden, ohne dass der Bau eines physischen Prototypen notwendig wäre. Für die Entwicklung eines Endoskops haben die Forscher die optischen Eigenschaften der Endoskop-Kamera (Öffnungswinkel, Linsenverzerrung, Blickrichtung und Tiefenschärfe) sowie des Kamera-Chips (Bildrauschen, Auflösung) simuliert und die komplexe Lichtquelle nachgebildet. Der Nutzer kann am Bildschirm die unterschiedlichen Eigenschaften wie Blickwinkel, Bewegungsgrad und Schnelligkeit des simulierten Gerätes testen.

Für einen Test unter möglichst realistischen Bedingungen müssen auch die menschlichen Organe naturgetreu simuliert werden. Hierzu haben die Forscher eine physikalisch basierte Simulation entwickelt, die die Weichkörper (Organe) als Feder-Masse-System (FMS) darstellt. Ein FMS ist ein in der medizinischen Echtzeit-Simulation gängiges Verfahren der Computergrafik, das genutzt wird, um das Deformationsverhalten von Objekten zu bestimmen, die auf Polygonnetzen basieren.

Dabei werden die Objekte durch Masseknoten, mechanische Federn und Dämpfer abgebildet. Neben der Simulation von Organen wurden auch Partikel-Systeme zur Simulation von Blutungen, kleinen Gewebeteilen oder Rauch, der bei der Verödung von Schnittwunden entsteht, implementiert.

Die Ergebnisse der Simulationen werden auf der GPU (Graphical Processing Unit) eines herkömmlichen Computers berechnet. Aufgrund ihrer hohen Parallelisierung eignen sich GPUs besonders gut zur Ausführung rechenintensiver Prozesse wie eben der Echtzeit-Bildverarbeitung. Da eine Vielzahl von Prozessen gleichzeitig abgearbeitet werden kann, können hohe Datenvolumina effizient und schnell ausgewertet werden. Dies ermöglicht die Übertragung hoher Bildraten und damit die zeitnahe, interaktive Reaktion auf Veränderungen.

Bildverarbeitungstechnologien von Fraunhofer FIRST unterstützen die Entwicklung von Geräten und sorgen für eine bessere Sicht bei minimalinvasiven Operationen Bildverarbeitungstechnologien.

Die Entwicklung der Geräte-Simulatoren und der Verfahren zur Echtzeitbearbeitung von Bilddaten werden im Rahmen des Projekts Endoguide vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Wir möchten Sie herzlich einladen, einen unserer Simulatoren am Stand der Fraunhofer-Gesellschaft in Halle 10, Stand F05 auszuprobieren.

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Fraunhofer FIRST, Leitung Institutskommunikation,
Mirjam Kaplow
Tel.: +49 (0)30/ 6392-1823
E-Mail: mirjam.kaplow@first.fraunhofer.de

Mirjam Kaplow | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.first.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Neue Hoffnung für Leberkrebspatienten
24.03.2017 | Universitätsklinikum Regensburg (UKR)

nachricht Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten
23.03.2017 | Deutsche Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin (DEGUM)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise