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 UKR setzt auf roboterassistierte Wirbelsäulenchirurgie
02.12.2016 | Universitätsklinikum Regensburg (UKR)

nachricht Neu entwickeltes Plasmaskalpell ermöglicht schonende Operationen
22.11.2016 | FH Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie