Mini-Scanner erforschen das Körperinnere


Im Film »Die phantastische Reise« soll ein miniaturisiertes U-Boot einen Tumor im Kopf eines Wissenschaftlers entfernen. Weniger spektakulär, aber weitaus hilfreicher für die Medizin arbeiten Endoskope, die eine schonende Untersuchung von Gewebe im Körper ermöglichen. Für exakte Diagnosen mussten jedoch meist Gewebeproben entnommen werden, da die Bilder keine hundertprozentig zuverlässigen Aussagen zuließen. Innerhalb des vom BMBF geförderten Verbundprojektes »Neue Laserverfahren für die Endoskopie« entwickelten Forscher aus dem Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT in Itzehoe gemeinsam mit Partnern der Laser-Medizin und Technologie GmbH aus Berlin und dem Zentrum für minimalinvasive Chirurgie in Tübingen ein winziges Laserscanmikroskop, das deutliche und verlässliche Bilder liefert.

In der Medizin werden konfokale Laserscanmikroskope eingesetzt, um Gewebeproben zu untersuchen, Zellen und Zellbestandteile zu analysieren. Sie sind dazu wesentlich besser geeignet als herkömmliche Lichtmikroskope, da Licht im Gewebe stark gestreut wird. Konfokale Laserscanmikroskope unterdrücken dieses störende Streulicht und liefern dadurch hochauflösende und kontraststarke Bilder. Doch um diesen Vorteil für Untersuchungen im Körper nutzen zu können, mussten die gängigen, etwa schreibtischgroßen Laserscanmikroskope auf einen minimalen Bruchteil ihrer Größe schrumpfen. Die Lösung fanden die ISIT-Wissenschaftler in der Mikrosystemtechnik. »Wir nutzen Techniken der Chipherstellung, um die Mikroscanner zu fertigen«, berichtet Ulrich Hofmann vom ISIT. »Grundlage sind Silizium-Wafer. Durch Ätzverfahren, Photolithographie und Galvanik entstehen an Federn aufgehängte Mikrospiegel, die den Laserstrahl lenken. Gesteuert wird die Drehbewegung der Spiegel über Elektrostatik, das heisst durch minimale elektrische Ströme.« Das gesamte System ist nicht größer als ein Füllfederhalter und lässt sich in Endoskope einbauen.

Der Mikroscanner überträgt die Bilder aus dem Körperinneren Pixel für Pixel. Ähnlich dem Fernseher setzt sich das Gesamtbild aus 512×512 Bildpunkten zusammen, die zeilenweise übertragen werden. Einer der Spiegel schreibt die horizontalen Zeilen, der zweite lenkt vertikal ab. Das geht dank der hohen Flexibiltät des Scanners in Sekundenschnelle. Die Aufnahmen können schärfer und aussagekräftiger als die bisheriger Endoskope sein. »Wir gehen davon aus, dass durch die mögliche kostengünstige Massenfertigung dieses diagnostische Hilfsmittel auch für kleinere Krankenhäuser und Arztpraxen erschwinglich ist und so möglichst vielen Patienten zu Gute kommt«, resümiert Hofmann.

Anprechpartner:
Ulrich Hofmann
Telefon: 0 48 21/17-45 29
Telefax: 0 48 21/17-42 51
E-Mail: hofmann@isit.fhg.de

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