Erkrankte und gesunde Gewebearten lassen sich mit Hilfe von Flächenlichtmodulatoren präziser bestimmen und räumlich darstellen

In der Chirurgie, der medizintechnischen Mikroskopie sowie der Endoskopie ermöglichen Mikrospiegel mit deutlich höhere Modulationsfrequenzen eine bessere Bildqualität und tragen somit zum medizinischen Behandlungserfolg maßgeblich bei

Mikroskop vor 150 Jahren
Modernes Mikroskop heute

Meilensteine der Medizintechnik 

Der Vorläufer des Endoskops war eine Erfindung von Philippe Bozzini (1773-1808). Das Gerät «Lichtleiter» bestand aus einem System von Röhren, einem Hohlspiegel und einem Kerzenhalter, ein weiterer Mediziner Antoine Jean Desormeaux (1815-1882) fügte ein Linsensystem hinzu und ersetzte die Kerze durch eine Gasbogenlampe, was die Beleuchtung verbesserte. Desmormeaux führte als Erster erfolgreiche Operationen an Patienten durch.

Heute verwenden fast alle medizinischen Fachbereiche verschiedenste starre und flexible Endoskope zur besseren Diagnose und chirurgischen Unterstützung. Eine ausgefeilte innovative Optik ermöglicht es, Gewebearten zu unterscheiden und minimal-invasive Operationen an Patientinnen durchzuführen.

Wichtig ist es den Wissenschaftlern des OASYS Projektes die Bildqualität für den betrachtenden Mediziner durch technische Neuerungen zu verbessern. 

Die moderne Methode der Lichtmikroskopie steht vor großen Herausforderung

Die permanente Beleuchtung von medizinisch empfindlichen Proben wie lebendem Zellgewebe verursacht zunehmend Schäden durch die Lichtstrahlung. Um den so genannten photo-toxischen Effekt zu minimieren und die Probe zu schützen, muss die Beleuchtung selektiv auf den zu untersuchenden Bereich begrenzt sein. Unsere Wissenschaftler entwickeln Halbleiterchips mit mehrere Millionen Miniatur-Spiegel, diese helfen das Licht in hochauflösenden Mikroskopen zu modulieren und zu lenken um die lebendigen Zell- und Gewebeproben zu schonen, die Abschwächung durch optische Streuung im Gewebe zu korrigieren und die Abbildungstiefe zu verbessern.

Rund 1,6 Millionen Menschen in Deutschland leben mit einer Krebserkrankung, die in den letzten 5 Jahren diagnostiziert wurde. Geschätzte 4,5 Millionen Menschen sind in den letzten 25 Jahren an Krebs erkrankt (Robert Koch Institut).

Krebszellen und deren Bewegungsmuster  analysieren

Forscher in der Lebend-Mikroskopie können mit geeigneten Verfahren menschliche Tumore beobachten z.B. direkt nach der Operation entferntes und mit Floreszenzen eingefärbtes Gewebe. Zellbewegungen können heute live analysiert und neue Erkenntnissen gewonnen werden. Beobachtbar ist, wie sich Zellen und ihre Kerne buchstäblich durch das Gewebe quetschen. Das lässt Rückschlüsse auf die Aggressivität der Krebsart zu. Bildgebende Verfahren, die durch die Forschung entwickelt werden, kommen in vielen Bereichen der Biotechnologie und Medizintechnik zum Einsatz.    

Die Erfindung der optisch hochauflösenden Fluoreszenzmethode hat eine explosionsartige Weiterentwicklung der biologischen Bildgebung zu verzeichnen. Die Biowissenschaft kann zelluläre Merkmale nun in bisher ungekannter Detailgenauigkeit abbilden ( Europäische Komission).

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