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 Kinderradiologie: Auf dem Weg zur nächsten technischen Revolution
24.05.2019 | Deutsche Röntgengesellschaft e.V.

nachricht Neue Therapie für Patienten mit lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen
09.05.2019 | Universitätsspital Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Direkte Abbildung von Riesenmolekülen

Physiker am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) konnten riesige zweiatomige Moleküle erzeugen und mit einem hochaufgelösten Mikroskop direkt abbilden.

Die optische Auflösung einzelner Konstituenten herkömmlicher Moleküle ist aufgrund der kleinen Bindungslänge im Sub-Nanometerbereich bisher nicht möglich....

Im Focus: New studies increase confidence in NASA's measure of Earth's temperature

A new assessment of NASA's record of global temperatures revealed that the agency's estimate of Earth's long-term temperature rise in recent decades is accurate to within less than a tenth of a degree Fahrenheit, providing confidence that past and future research is correctly capturing rising surface temperatures.

The most complete assessment ever of statistical uncertainty within the GISS Surface Temperature Analysis (GISTEMP) data product shows that the annual values...

Im Focus: Geometrie eines Elektrons erstmals bestimmt

Physiker der Universität Basel können erstmals zeigen, wie ein einzelnes Elektron in einem künstlichen Atom aussieht. Mithilfe einer neu entwickelten Methode sind sie in der Lage, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Elektrons im Raum darzustellen. Dadurch lässt sich die Kontrolle von Elektronenspins verbessern, die als kleinste Informationseinheit eines zukünftigen Quantencomputers dienen könnten. Die Experimente wurden in «Physical Review Letters» und die Theorie dazu in «Physical Review B» veröffentlicht.

Der Spin eines Elektrons ist ein vielversprechender Kandidat, um als kleinste Informationseinheit (Qubit) eines Quantencomputers genutzt zu werden. Diesen Spin...

Im Focus: The geometry of an electron determined for the first time

Physicists at the University of Basel are able to show for the first time how a single electron looks in an artificial atom. A newly developed method enables them to show the probability of an electron being present in a space. This allows improved control of electron spins, which could serve as the smallest information unit in a future quantum computer. The experiments were published in Physical Review Letters and the related theory in Physical Review B.

The spin of an electron is a promising candidate for use as the smallest information unit (qubit) of a quantum computer. Controlling and switching this spin or...

Im Focus: Optische Superlinsen aus Gold

Oldenburger Forscher entwickeln neues optisches Mikroskop mit extrem hoher Auflösung

Eine kegelförmige Spitze aus Gold bildet das Kernstück eines neuen, extrem leistungsfähigen optischen Mikroskops, das Oldenburger Wissenschaftler in der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Effizientes Wertstoff-Recycling aus Elektronikgeräten

24.05.2019 | Veranstaltungen

Früherkennung 2.0: Mit Präzisionsmedizin Screeningverfahren weiterentwickeln

23.05.2019 | Veranstaltungen

Kindermediziner tagen in Leipzig

22.05.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Schweißen ohne Wärme

24.05.2019 | Maschinenbau

Bakterien in fermentierten Lebensmitteln interagieren mit unserem Immunsystem

24.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Wie Einzelzellen und Zellverbünde beim Navigieren zusammenwirken

24.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics