Neue optische Methode zur Oberflächenrekonstruktion entwickelt

Am 12. Dezember wurde die Marburger Nachwuchswissenschaftlerin Kirstin Baum mit dem "Edmund Optics European Research & Innovation Award 2012" ausgezeichnet worden. Aus weltweit 45 Finalisten wurden je drei Gewinner für Europa, Asien und Amerika bestimmt. Die Marburgerin belegte den zweiten Platz für Europa und erhält optische Produkte in Höhe von 5000 Euro.

Baum und ihre Studierenden präsentierten einen DOT Scanner (diffuse optical tomography) mit integrierten 3D-Oberflächenscanner. Nahes Infrarotlicht kann biologisches Gewebe einige Zentimeter durchstrahlen. Wie bei der herkömmlichen Computertomographie werden Transmissionsbilder aufgenommen. Durch eine Analyse von Intensitäts-, Absorption- und Streuänderungen können Rückschlüsse auf Gewebeeigenschaften gezogen werden. Dies macht DOT Scanner geeignet als schnelles, nicht invasives Diagnoseverfahren in der vorklinischen Forschung, Bildgebung bei Kleintieren und bei Brustkrebsuntersuchungen.

Die von Baum entwickelte innovative Technik ermöglicht eine Transmissionsmessung von biologischem Gewebe direkt in Verbindung mit der Erfassung der Oberflächengeometrie, die für die Datenanalyse mitentscheidend ist. "Bereits entwickelte Systeme anderer Arbeitsgruppen verwenden zur Datenanalyse Geometrie, die aus MRT oder CT Prescans gewonnen werden. Daher ist diese Methode teuer und ungeeignet für kleine Forschungseinheiten. Wir hingegen entwickeln ein System, das beide bildgebende Verfahren kombiniert alle Arbeitsschritte in einem Scanner integriert, der einfach zu bedienen ist und von Forschungsgruppen ohne vertieftes optisches Wissen genutzt werden kann," erläutert die Wissenschaftlerin, die in der Arbeitsgruppe Medizinische Physik der Klinik für Strahlendiagnostik ihre Doktorarbeit schreibt.

"Weiterhin ist vorgesehen, das System für die Bildgebung von Fluorochromen, die im nahen Infrarotbereich angeregt werden, zu erweitern. Somit können ergänzende Informationen auf molekularer Ebene erlangt werden," erklärt Baum. "Durch PDI-Bildgebung (Polarization Difference Imaging) können wir auch Oberflächen halbtransparenter Proben erfassen. Wir erhoffen uns so einen Beitrag zu einem schnelleren, einfacheren Diagnostikverfahren bei Gewebeerkrankungen," sagt die Nachwuchswissenschaftlerin.

Edmund Optics®, führender Hersteller und Anbieter von optischen Präzisionskomponenten und Baugruppen in den Bereichen Photonik und Imaging, vergibt jährlich den Preis zur Förderung von Forschung und Innovation in den Bereichen Optik bzw. Imaging an Studierende, Promovierende, und etablierte Wissenschaftler, die direkt an öffentlichen Forschungsprogrammen für die Entwicklung und Verwendung von Optiken beteiligt sind. Insgesamt werden weltweit 80.000 U$ Gewinnsumme für wissenschaftliche Optik-Projekte im akademischen Bereich ausgeschüttet. Die eingereichten Projekte werden nach innovativer Verwendung von Optiken, ihrem technischen Anspruch und dem Beitrag zur Lebensqualität bewertet. Die 45 Finalisten wurden 2012 unter 750 Bewerbern aus 53 Nationen ausgewählt. Ihre Beiträge reichen von Anwendungen wie nichtinvasiven optischen Systemen zur Krebserkennung und optischer Kohärenztomographie, über Laseruntersuchungen an Insekten zur Erkennung von Malaria, bis hin zu optischen Meßsystemen zur Klimaforschung an Gletschereis.

Quelle: idw / Universität Marburg