Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Laseranwendungen in der Medizin

18.06.2003


Vom 23.–26.6.2003 stellt das Bonner Forschungszentrum caesar auf der „Laser 2003 – World of Photonics“ in München neue Lasertechnologien für die Anwendung im medizinischen Bereich vor (Halle C1, Stand C1.639).



Auf der Messe demonstrieren die caesar-Forscher ein kurzgepulstes CO2-Lasersystem, das feinste Schnitte unter 0,2 mm durch Knochengewebe ermöglicht, ohne das wärmeempfindliche Material des Knochens zu verletzen. Außerdem präsentieren die Wissenschaftler eine ultraschnelle Methode zur dreidimensionalen Vermessung von Gesichtsprofilen.



Die caesar-Arbeitsgruppe „Holografie und Lasertechnologie“ um Prof. Peter Hering entwickelt ein CO2-Lasersystem, das im OP zukünftig die traditionelle Knochensäge ersetzen soll. Lange Zeit hielt man Laser zum Schneiden von wärmeempfindlichen Materialien wie Knochengewebe für ungeeignet. Das von der caesar-Arbeitsgruppe optimierte CO2-Lasersystem arbeitet mit extrem kurzen Pulsen in Kombination mit einem feinen Luft-Wasserspray. So wird eine Schädigung des umliegenden Knochengewebes vermieden. Dank eines speziellen Scanverfahrens ist die Schnittführung und -tiefe des Lasers frei wählbar und es lassen sich sogar komplizierte Muster ausschneiden. Der aus der Holzbearbeitung bekannte Schwalbenschwanzschnitt ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn nach einer Bypass-Operation die Brustbeinknochen so fixiert werden müssen, dass sie trotz der Atembewegungen schnell wieder zusammenwachsen können.

Auch in der Industrie sucht man nach neuen Methoden zur Bearbeitung wärmeempfindlicher Materialien. Daraus ergibt sich ein weiteres Anwendungsfeld für den Laser der caesar-Arbeitsgruppe. Erste Kooperationen mit Partnern aus der Wirtschaft wurden bereits geschlossen, z.B. mit dem Triebwerkshersteller MTU Aero Engines aus München. caesar entwickelt für MTU ein rationelles Fertigungsverfahren mit dem CO2-Laser zur Bearbeitung von Bürstendichtungen. MTU plant, bereits ab dem nächsten Jahr von einer caesar-Ausgründung Produkte mit Hilfe des Lasers fertigen zu lassen.

Auf der Lasermesse stellt die caesar-Arbeitsgruppe außerdem ein holografisches System zur hochauflösenden dreidimensionalen Gesichtsprofilvermessung vor. Es unterstützt die Chirurgen bei der Planung und Dokumentation von Operationen in der Kiefer- und Gesichtschirurgie oder plastischen Chirurgie. Mit Hilfe des Verfahrens werden fotorealistische 3D-Computermodelle der Patienten erstellt. Im Gegensatz zu konventionellen holografischen Aufnahmemethoden ist beim Verfahren der caesar-

Forscher ein Verwackeln der Bilder nicht möglich: Das verwendete gepulste Lasersystem hat eine extrem kurze Belichtungszeit von 25 ns. Es genügt eine einzige holografische Portraitaufnahme des Patienten; anschließend wird die darin gespeicherte dreidimensionale Oberflächeninformation mit einer Digitalkamera schichtweise aufgezeichnet und die gewonnenen Daten in ein 3D-Computermodell des Gesichts umgewandelt. Die ersten Patienten wurden bereits im Rahmen der klinischen Erprobung mit dem neuen holografischen Verfahren vermessen.

Die Forscher arbeiten zur Zeit an der Entwicklung eines mobilen Aufnahmesystems, das die Anwendung der Methode direkt vor Ort in den Kliniken ermöglicht. Neu ist ebenfalls eine Erweiterung der Aufnahmeanordnung mit zwei großflächigen Spiegeln seitlich des Patientenkopfes unter jeweils 45°. Diese Spiegel ermöglichen eine zusätzliche Seitenansicht auf den Patientenkopf während der Hologrammaufnahme und erlauben somit eine dreidimensionale Auswertung mit einem Öffnungswinkel von mehr als 270°.

Ein neues Anwendungsfeld für das Holografieverfahren fand sich im Bereich der Archäologie. In Kooperation mit dem Oldenburger Landesmuseum für Natur und Mensch haben die Wissenschaftler eine fast 2000 Jahre alten Moorleiche dokumentiert. Aus den holografischen Aufnahmen, die die Forscher vom ganzen Körper und speziell vom Kopf der Moorleiche erstellt haben, lassen sich 3D-Computermodelle und Tageslichthologramme des Objekts in Originalgröße anfertigen. So können empfindliche Exponate den Museumsbesuchern sehr plastisch nähergebracht werden, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung des wertvollen Ausstellungsstückes besteht. Eine weitere Kooperation besteht mit dem Institut für Anthropologie der Universität Göttingen zur holografischen Dokumentation historischer Schädel- und Knochenfunde.

Der Bereich Kommunikationsergonomie/Computerunterstützte Chirurgie gehört zu den drei großen Themenfeldern des internationalen Forschungszentrums caesar (center of advanced european studies and research), das 1999 die Arbeit aufgenommen hat. Die inzwischen 170 Mitarbeiter forschen außerdem in den Gebieten Biotechnologie und Materialwissenschaften/Nanotechnologie. Ziel der interdisziplinär ausgerichteten Teams ist die Entwicklung innovativer und industriell verwertbarer Produkte und Verfahren.

Francis Hugenroth | Forschungszentrum caesar
Weitere Informationen:
http://www.caesar.de

Weitere Berichte zu: 3D-Computermodell CO2-Lasersystem Knochengewebe MTU

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen
08.12.2016 | Technische Universität Bergakademie Freiberg

nachricht Mobile Learning und intelligente Contentlösungen im Fokus
08.12.2016 | time4you GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie