Kvalifikované mikroskannery pro zákaznické aplikace v medicíně

Laserový skenovací mikroskop pro vymezení nádoru. © Fraunhofer IPMS / Laserový skenovací mikroskop pro vymezení nádoru. © Fraunhofer IPMS

Zákaznický hodnoticí set pro kvazistatické MEMS skenery. © Fraunhofer IPMS / Zákaznický hodnoticí set pro kvazistatické MEMS skenery. © Fraunhofer IPMS

Kvasistatisciký skener v modulu pro brýle s displejem na hlavě. © Fraunhofer IPMS / Kvasistatisciký skener v modulu pro brýle s displejem na hlavě. © Fraunhofer IPMS

Potenciál mikroskanérů v lékařském inženýrství je obrovský. Přesvědčují nízkým objemem a hmotností, stejně jako vysokou energetickou účinností, což umožňuje jejich mobilní použití. Aby vyhověli specifickým požadavkům zákazníků, vyvinul Fraunhofer IPMS již více než 200 různých návrhů mikroskanérů. Nabídka služeb se rozprostírá napříč celým hodnotovým řetězcem, od koncepce přes vývoj prototypů až po pilotní výrobu v vlastním čistém prostoru na 8" waferech. Přitom Fraunhofer IPMS neustále rozšiřuje oblast použití technologie skleněných zrcadel skenerů pomocí inovativních a patentovaných návrhových řešení a technologických modulů, stejně jako integrací umělé inteligence (AI).

Mikroskannery jsou nejmenší optické prvky schopné vychýlit malé zrcadlo kolem jedné nebo více os, což umožňuje velmi rychlé a přesné skenování nebo projekci. Díky své bezkontaktní práci, malé velikosti, nízké hmotnosti a vysoké energetické účinnosti otevírají nové možnosti v lékařském inženýrství. Rozsáhlé možnosti využití mikroskanérů v medicíně zahrnují například snímání obrazů pro lékařské endoskopy, konfokální mikroskopii, fluorescenční mikroskopii, spektroskopii a oftalmologii.

Mikroskannery od Fraunhofer IPMS se vyznačují velkým skenovacím úhlem a vysokými frekvencemi skenování a vykazují vynikající dlouhodobou stabilitu. Podpora zákazníků při vývoji specifických modulárních sestav a elektronických řešení pro řízení s vysokou přesností doplňuje nabídku služeb institutu. Především pro menší a střední podniky nabízí různé hodnotící sady Fraunhofer institutu možnost začlenit technologii mikroskanérů do vývoje svých produktů, aniž by bylo nutné nákladné a složité vlastní vývoj řídicí elektroniky splňující požadavky.

Mikroskannery Fraunhofer IPMS v lékařském inženýrství

Dosavadní zakázkové vývoje mikroskanérů od Fraunhofer IPMS byly v posledních letech ověřeny v praxi u několika partnerů, aby mohly být začleněny do produktů zákazníků. Tyto prvky se osvědčily v praxi.

Například před několika lety vyvinul Fraunhofer IPMS dvojresonantní MEMS skenery, které tvoří srdce kompaktního rentgenového filmu skeneru pro digitalizovanou stomatologii. Tyto mikroskannery jsou ve vlastním čistém prostoru institutu kvalifikovány v rámci pilotní výroby s až několika tisíci kusů ročně pro výrobu zákaznických produktů. Montáž na speciálně vyvinutém nosiči prvků s integrovanou elektronikou a následné testování jsou rovněž prováděny v Fraunhofer IPMS. Zárukou kvality podle průmyslových standardů je certifikace institutu podle ISO 9001.

Další aplikace v lékařském inženýrství zahrnují laserové skenery vyvinuté pro firmu Norlase, které budou využívány v oftalmologii při léčbě onemocnění sítnice a glaukomu. Díky použití MEMS skenerů od Fraunhofer IPMS je možná dříve nedosažitelná miniaturizace systému a vyšší rozlišení.

Pro startup Envision Diagnostics vyvíjí institut mikroskannery pro standardizované, rychlé a spolehlivé oční testy, které zachycují, vyhodnocují a zobrazují všechny kvalitativní parametry. To lékařům poskytuje komplexnější a spolehlivější údaje o pacientech, což umožňuje přijímat bezpečnější rozhodnutí.

Mikroskannery Fraunhofer IPMS v mikroskopii

Rozmanité využití nacházejí mikroskannery také v lékařské mikroskopii. Díky optické koherentní tomografii je možné analyzovat povrchové a hloubkové struktury objektů s rozlišením v mikrometrové oblasti. Mikroskannery od Fraunhofer IPMS umožňují nový způsob zachycení okolních parametrů a jsou srdcem inovativního laserového skenovacího mikroskopu pro ohraničení nádorů. S jeho pomocí lze operace rakoviny provádět rychleji, přesněji a bezpečněji. Ještě přímo v operačním sále může lékař nebo lékařka pomocí mikroskopu vyšetřit tkáň, ze které byl nádor právě odstraněn. Předem nanesený fluorescenční marker činí všechny rakovinné buňky viditelnými, i když zůstanou po řezu. Ty je pak možné zcela a přesně odstranit. Okolní tkáň je při tom chráněna, protože v mikroskopickém zobrazení je přesně vidět, kde začíná zdravá tkáň. A nikdo už nemusí čekat na laboratorní výsledky.

Také mikroskopický systém ZEISS Lattice Lightsheet 7 od firmy Zeiss, oceněný německou cenou za budoucnost 2022 od spolku Bundespräsident, využívá technologii mikroskanérů od Fraunhofer IPMS. Tento mikroskopický systém pro šetrné 3D zobrazování živých buněk využívá mimo jiné i modul Light Deflection Cube (LDC), který byl kvalifikován a je rovněž k dispozici v rámci pilotní výroby pro zákazníka Zeiss každý rok pro aktuální produkt.

Na veletrhu Laser World of Photonics od 27. do 30. června se Fraunhofer IPMS představí na společném stánku Fraunhofer. Zájemci zde mohou získat exkluzivní pohled na vývojové projekty institutu a navázat rozhovor s výzkumníky Fraunhofer IPMS. Předběžná rezervace termínu je možná prostřednictvím webových stránek institutu na https://www.ipms.fraunhofer.de/en/events/2023/Laser.html.