Diese Seite befindet sich noch im Aufbau. Optoakustische Sensorik Die Optoakustische Bildgebung (OAB) hat sich in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt und ähnelt der reinen Ultraschall­bildgebung. Bei Letzterer sendet eine Sonde Schallwellen in den Körper, die von verschiedenen Gewebearten in spezieller weise reflektiert wird. Sensoren in der Sonde detektieren die zurück geworfenen Schallwellen, aus denen so eine Struktur des körperinneren Gewebes abgebildet wird. Im Verfahren der Halbleitertechnik gefertigte miniaturisierte Ultraschallwandler werden auch CMUT (capacitive micromachined ultrasonic transducers) genannt. Bei der opto­akustischen Bildgebung hingegen werden extrem schnelle Laserpulse ins Gewebe geschickt, die dort absorbiert und in Ultraschallwellen umgewandelt werden. Diese können dann analog, wie bei der Ultraschallbilgebung detektiert und mittels verschiedenerAlgorithmen in Bilder umgerechnet werden. Forschung & Entwicklung für den Anwendungsfall Optische Bildgebungsmethoden erlauben aufgrund von Lichtstreuung im Gewebe in der Regel keine höhe Eindring- bzw. Abbildungstiefe. Bildgebungsmethoden auf Ultraschallbasis können tiefer ins Gewebe eindringen, weisen jedoch geringe Kontraste in akustisch homogenen Gewebearten auf. Ultraschall wird bevorzugt eingesetzt, da er keinerlei Nebenwirkungen hat, schmerzfrei und im Gegensatz zu Röntgenstrahlung völlig risikofrei ist. Die Optoakustische Bildgebung vereint die Vorteile beider Techniken. Die absorbierenden Strukturen im Gewebe ( z.B. kleinste Gefäße) werden durch die ultrakurzen Lichtimpulse lokal erwärmt, was zu einer vorübergehenden punktuellen minimalen Gewebeausdehnung führt (thermoelastische Expansion). Hierdurch entstehen messbare Druckwellen im Ultraschallbereich, die durch Sensorik detektiert werden. Die Zellstrukturen werden nicht beschädigt, das Verfahren ist schmerzfrei und risikolos. Für die Bildgebung ergibt sich eine vorteilhafte Kombination aus Lichtabsorptionskontrastierung und dem verbesserten Verhältnis von Auflösung zu erhöhter ultraschall-bedingter Eindringtiefe. Zur Weiterverarbeitung und verbesserten Auswertung der Daten wird künstliche Intelligenz benutzt.  Das Anwendungsspektrum für Optoakustische Sensorik des OASYS Projektes ist sehr umfangreich, beispielsweise als intraoperative Methode, um gesunde Gewebestrukturen von Tumoren in der Krebsfrüherkennung zu unterscheiden, ebenso wie bei Nachsorgeterminen oder im OP-Verlauf. Auch Gefäßveränderungen lassen sich heutzutage mit hochauflösendem Ultraschall feststellen, so das Schlaganfall Risiken und Herzinfarkte frühzeitig erkannt werden können. Wir haben einige Use Cases im Anschluss näher aufgeschlüsselt : Blutgefäß Diagnostik Use Cases Blutgefäß-Diagnostik Funktionsüberwachung bei Diabetes Altersbedingten Störungen vorangegangene Operation Erkrankungen des Gefäßsystems Durchblutungsstörungen z.B. zu weite und zu enge Blutgefäße Krampfadern kardiologische Auffälligkeiten Augenfunktionsstörungen Kopfschmerzen und Migräne Krebs-Früherkennung Use Case Krebsdiagnostik Früherkennung Schilddrüsenkrebs Hautmelanom Lymphknoten- oder Lymphdrüsenkrebs Brustkrebs Prostatakrebs im Nierensystem an den Eierstöcken Organ Diagnostik Use Case Organ Diagnostik Überwachung der Organfunktion Leber Nieren Milz Bauchspeicheldrüse Gallenblase Haut Herz Entzündlichen Erkrankungen  des Verdauungstrakts z. B. Morbus Crohn des neuromuskulären Systems Haben Sie Fragen zur technischen Umsetzung in Ihrem Unternehmen, suchen Sie nach einer speziellen Lösung für ein konkretes Anwendungsproblem, dann kontaktieren Sie uns. Gerne evaluieren wir mit Ihnen vorab Ihren Anwendungsfall und führen einen kostenlosen Technologietransfer-Check durch. Bitte beachten Sie, dass diese Vorab-Einschätzung kein Ersatz für eine Machbarkeitsstudie darstellt. Wir entwerfen mit Ihnen Ihre Anwendungslösung! Perfekt passgenaue Applikationen für Ihre speziellen Anforderungen, vereinbaren Sie unverbindlich einen Termin mit unserem Mitarbeiter Terminanfrage Veröffentlichungen DOI:  White Paper

Diese Seite befindet sich noch im Aufbau. MEMS-basierte Bildgebung in und durch streuende(n) Medien Bildgebung in und durch streuende(n) Medien ist in der biomedizinischen Forschung bis hin zum klinischen Alltag von unmittelbarem Interesse. In lebendem Gewebe kommt es aufgrund der Streuung und der Absorption von Licht durch verschiedene Moleküle wie Hämoglobin, Pigmente oder Wasser zu einer Signalabschwächung und einer begrenzten Abbildungstiefe, die durch die Verzerrung der Amplitude und Phase der (Licht-)Welle verursacht wird. Endoskopie bedeutet: „das Innere betrachten“, die Endoskopie ist eine der wichtigsten bildgebenden Methoden zur humanmedizinischen Diagnostik und zur Durchführung minimal-invasiver operativer Eingriffe. Durch die Nutzung moderner optischer Verfahren ist die Digitalisierung bereits seit vielen Jahren in die Endoskopie-Technologieentwicklung eingezogen. Selbst kleine Befunde im Millimeterbereich können durch die hohe Bildauflösung detektiert und charakterisiert werden. Durch die Nutzung von Licht unterschiedlicher Wellenlänge können wichtige Informationen zur Gefäßversorgung der Schleimhaut gewonnen werden. Mikrooptiken erlauben den digitalen Blick auch in winzige Gangsysteme (Gallengang, Bauchspeicheldrüsengang). Ein weiteres biomedizinisches Anwendungsbeispiel für die Bildaufnahme durch streuende Medien ist das Deep Tissue Imaging. Bei diesem Verfahren werden optische Informationen aus tiefen Gewebeschichten gewonnen, normales und krankes Gewebe wird unterscheidbar, genauso Zelltypen, Biomarkerprofile, biologische Strukturen und Prozesse in lebenden Organismen. Forschung & Entwicklung für den Anwendungsfall Eine elementare Anforderung bei der Bildgebung in und durch streuende(n) Medien ist eine möglichst schnelle und äußerst präzise Intensitäts- und Phasenkontrolle des Lichts. Eine Schlüsselkomponente hierfür sind sogenannte Flächenlichtmodulatoren SLM (Spatial Light Modulators), programmierbare Bauteile, die zur Anpassung der optischen Wellenfront des Lichts verwendet werden. Das Anwendungsspektrum für die MEMS-basierte Bildgebung des OASYS Projektes ist sehr umfangreich, wir haben einige Use Cases im Anschluss aufgeschlüsselt: Biomedizinische Mikroskopie Use Case Mikroskopie Biomedizin Beobachtung lebender Zellen Prozessabbildung Wirkungserforschung Biomarker Katalyse Wechselwirkungen im lebenden Organismus Aufbau ganzer Organe Tumorforschung  Fluoreszenz Mikroskopie Use Case Fluoreszenz Biochemie und Medizin morphologische Untersuchungen Analysen von Messwerten im Nanometerbereich Prozesse verschiedenster Kulturen in Echtzeit  schnelle und detaillierte Erfassung heller, farbiger Fluoreszenz Deep Tissue Use Case Deep Tissue Visualisierung komplexer Strukturen Tumorbeobachtung Immunsystemreaktionen Arbeiten am Objekt Markierung von mesenchymalen Stammzellen subkutane Injektion Endoskopie Use Cases Endoskopie Organuntersuchung Magen Darm Galle  Bauchspeicheldrüse Geo Space Satelliten Use Case Geo Space Satelliten Erdbeobachtung (Earth Observation) mit SLM verbesserte räumliche Auflösung Bereinigung atmosphärischer Verzerrungen Exoplaneten Erforschung (Planetary Exploration) Auswertung spektraler Daten Space Science Weltraummedizin Astrobiologie Quanten-Technologien Use Case Quanten-Technologien Quantenkommunikation mit SLM Kryptographie Sichere Kommunikation Labor Experimente Holographie Haben Sie Fragen zur technischen Umsetzung in Ihrem Unternehmen, suchen Sie nach einer speziellen Lösung für ein konkretes Anwendungsproblem, dann kontaktieren Sie uns. Gerne evaluieren wir mit Ihnen vorab Ihren Anwendungsfall und führen einen kostenlosen Technologietransfer-Check durch. Bitte beachten Sie, dass diese Vorab-Einschätzung kein Ersatz für eine Machbarkeitsstudie darstellt. Wir entwerfen mit Ihnen Ihre Anwendungslösung! Perfekt passgenaue Applikationen für Ihre speziellen Anforderungen, vereinbaren Sie unverbindlich einen Termin mit unserem Mitarbeiter Terminanfrage Veröffentlichungen DOI:  White Paper

Diese Seite befindet sich noch im Aufbau. Si-kompatible Detektoren für die Anwendung in der Objektidentifikation Bildgebende Verfahren sind ein Standardwerkzeug für die Erkennung und Identifikation von Objekten in vielen automatisierten Prozessen der Industrie. Ohne die Möglichkeiten dieser Technologie, Objekte hinsichtlich ihrer räumlichen Lage, Qualität oder Ausführung zu beurteilen, wären viele Prozesse etwa in der Produktion in der gewünschten Geschwindigkeit nicht durchführbar. Agrarroboter stellen hier ein anspruchsvolles Beispiel dar. Wechselnde Witterungsbedingungen, ein frei zugänglicher Arbeitsbereich, der abgesichert werden muss und anspruchsvolle Objekte, die es zu identifizieren gilt, stellen hohe Anforderungen an die Sensorik. Ein wichtiger Baustein bei der Entwicklung autonomer Maschinen wie Servicerobotern oder Agrardrohnen sind neue Detektoren zur Bildgebung, die mit den vorhandenen Verfahren zur Auswertung zusätzliche Informationen aus der bzw. über die Umgebung gewinnen können. Ein Schlüsselfaktor sind dabei designte, neu entwickelte Metaoberflächen und Metamaterialien, sowie verschiedene Verfahren im Bereich der künstlichen Intelligenz. Forschung & Entwicklung für den Anwendungsfall Das OASYS Projekt Silizium-kompatible Detektoren für die Objektidentifikation entwickelt die innovative Integration von Metaoberflächen und KI in Detektorsystemen mit erweitertem Spektralbereich sowie passende Technologien und Entwurfsverfahren zur anwendungsspezifischen Ausführung. Besonders im Sensorbereich und der Mikroskopie sowie für Weltraumteleskope sind künstliche Metamaterialien wie „Perfekte“ Meta-Linsen oder Materialien mit negativem Brechungsindex interessant, da sie die Auflösung, die Selektion nach bestimmten Eigenschaften des Lichts und eine Effizienz um ein Vielfaches erhöhen. Photonische Metamaterialien haben das Potential die Optik und Photonik in ähnlicher Weise zu revolutionieren wie die Siliziumtechnologie einst die Mikroelektronik verändert hat. Die Weiterentwicklung der Automatisierung hin zu autonomen Maschinen wird maßgeblich bestimmt von der Leistungsfähigkeit der bildgebenden Detektionssystemen. Anwendungsszenarien wie Erdbeerpflückroboter, autonome Bergbaumaschinen oder Weltraumrobotik, verbesserte Teleskope, Lebensrettungsdrohnen und verbesserte (bio-)medizinische Geräte, Gesundheitsüberwachung von Pflanzen im Agrarbereich oder allgemeine Umweltdiagnostik können mit sensitiveren und designten Metamaterialien verbessert und neu gedacht werden. Auch in der Quantenkommunikation können solche Detektoren mit Metamaterialien eingesetzt werden. Das Anwendungsspektrum für Detektoren zur Objektidentifikation des OASYS Projektes ist sehr umfangreich, wir haben einige Use Cases im Anschluss aufgeschlüsselt: Objekterkennung Use Cases 4 Pflanzengesundheit Use Case1 autonome Roboter Use Cases 4 (Bio-)Medizinische Detektoren Use Cases 5 Metamaterialien Use Cases 2 Space Use Cases 4 Agrarwirtschaft Use Case 3 … Automatisierung Use Cases 4 Quantenkommunikation Use Cases 6 Haben Sie Fragen zur technischen Umsetzung in Ihrem Unternehmen, suchen Sie nach einer speziellen Lösung für ein konkretes Anwendungsproblem, dann kontaktieren Sie uns. Gerne evaluieren wir mit Ihnen vorab Ihren Anwendungsfall und führen einen kostenlosen Technologietransfer-Check durch. Bitte beachten Sie, dass diese Vorab-Einschätzung kein Ersatz für eine Machbarkeitsstudie darstellt. Wir entwerfen mit Ihnen Ihre Anwendungslösung! Perfekt passgenaue Applikationen für Ihre speziellen Anforderungen, vereinbaren Sie unverbindlich einen Termin mit unserem Mitarbeiter Terminanfrage Veröffentlichungen DOI:  White Paper