Minősített mikroszkennerek egyedi alkalmazásokhoz az orvostudományban

Lézeres szkennermikroszkóp a daganat határainak meghatározásához. © Fraunhofer IPMS / Lézeres szkennermikroszkóp a daganat kijelöléséhez. © Fraunhofer IPMS

Ügyfélértékelő készlet a kvázi-statikus MEMS szkennerekhez. © Fraunhofer IPMS / Ügyfélértékelő készlet kvázi-statikus MEMS szkennerekhez. © Fraunhofer IPMS

Kvázi-statikus szkenner egy modulban fej-hez viselhető kijelzőkhöz. © Fraunhofer IPMS / Kvázi-statikus szkenner egy modulban fej-hez viselhető kijelzőkhöz. © Fraunhofer IPMS

A Mikroszkennerek potenciálja az orvostechnikában óriási. Kevés helyet foglalnak el, könnyűek, valamint magas energiahatékonyságuk révén mobil alkalmazásra is alkalmasak. Az ügyfélspecifikus igények kielégítése érdekében a Fraunhofer IPMS már több mint 200 különböző mikroszkenner-tervet fejlesztett ki. A kínálat az ötlettől a prototípusfejlesztésen át egészen a saját tisztatérben, 8 hüvelykes szilárdlemezeken történő pilotgyártásig terjed. A Fraunhofer IPMS folyamatosan bővíti a szkennertükrös technológia alkalmazási területét újszerű, szabadalmaztatott tervezési megoldásokkal és technológiai modulokkal, valamint mesterséges intelligencia (MI) integrációjával.

A mikroszkennerek a legkisebb optikai alkatrészek, amelyek képesek egy vagy több tengely körül elfordítani apró tükröket, lehetővé téve így nagyon gyors és precíz szkennelést vagy vetítést. A kontaktusmentes működésük, kis méretük, könnyűségük és magas energiahatékonyságuk révén új lehetőségeket nyitnak az orvostechnikában. A mikroszkennerek sokoldalú alkalmazási lehetőségei az orvoslásban többek között a képalkotásban endoszkópokhoz, konfokális mikroszkópiához, fluoreszcens mikroszkópiához, spektroszkópiához és szemészethez kapcsolódnak.

A Fraunhofer IPMS mikroszkennerei nagy szkennelési szögekkel és magas szkennelési frekvenciákkal rendelkeznek, valamint kiváló hosszú távú stabilitást mutatnak. A specifikus modulstruktúrák és elektronikus megoldások fejlesztésében nyújtott támogatásuk kiegészíti az intézet szolgáltatásait. Kifejezetten kisebb és közepes vállalkozások számára a Fraunhofer intézet különböző értékelő készletei lehetővé teszik, hogy a mikroszkenner-technológiát beépítsék termékfejlesztésükbe anélkül, hogy idő- és költségigényes saját vezérlő elektronika fejlesztésére lenne szükség.

A Fraunhofer IPMS mikroszkennerei az orvostechnikában

A Fraunhofer IPMS által az elmúlt években ügyfélspecifikusan kifejlesztett mikroszkennerek több partnernél kerültek gyakorlatban tesztelésre, hogy ügyféltermékekben is alkalmazhatóak legyenek. Ezek az alkatrészek a gyakorlatban is beváltak.

Pár évvel ezelőtt a Fraunhofer IPMS kifejlesztett egy kettős rezonanciájú MEMS-szkennert, amely a digitális fogászatban használt kompakt röntgenfilmes szkenner szívét képezi. Ezeket a mikroszkennereket saját tisztatérben, pilotgyártási keretek között, évi néhány ezer darab mennyiségben gyártják az ügyféltermékhez. A saját fejlesztésű alkatrésztartóra történő szerelést, beépített elektronikával és teszteléssel szintén az IPMS végzi. Az ipari szabvány szerinti minőség garantálását az intézet ISO 9001 tanúsítványa biztosítja.

További orvostechnikai alkalmazások közé tartoznak a Norlase cég számára fejlesztett lézerszkennerek, amelyek a szemészetben, a retinakárosodás és a glaukóma kezelésében fognak alkalmazást nyerni. Az IPMS MEMS-szkennereinek alkalmazásával elérhetővé vált a rendszer eddig nem tapasztalt miniaturizálása és magasabb felbontás.

A Envision Diagnostics startup számára az intézet mikroszkennereket fejleszt egy szabványos, gyors és megbízható szemvizsgáló eszközhöz, amely minden kvalitatív paramétert rögzít, kiértékel és megjelenít. Ez az orvosok számára szélesebb és megbízhatóbb betegadatokat biztosít, lehetővé téve a biztonságos döntéshozatalt.

A Fraunhofer IPMS mikroszkennerei a mikroszkópiában

A mikroszkennerek sokféle alkalmazásban találhatók meg az orvosi mikroszkópiában is. Az optikai koherenciatomográfia segítségével az objektumok felületi és mélységi szerkezetét mikrométeres felbontással lehet elemezni. Az IPMS mikroszkenner tükrei lehetővé teszik egy új típusú környezeti paraméterek mérését, és a rák határolására szolgáló új lézeres szkenner mikroszkóp szívét képezik. Ennek segítségével gyorsabb, precízebb és biztonságosabb lehet a rákos műtétek végrehajtása. Még a műtőben az orvos a mikroszkóp segítségével vizsgálhatja a szövetet, amelyből a tumor éppen kivágásra kerül. Egy előzetesen felvitt fluoreszcens marker minden rákos sejtet láthatóvá tesz, amelyek a vágás után esetlegesen visszamaradnak. Ezeket teljes egészében és pontosan eltávolítják. A környező szövet megkímélése érdekében a mikroszkóp kijelzőjén pontosan látható, hol kezdődik az egészséges szövet. És senkinek sem kell többé laboreredményre várnia.

Az intézet által fejlesztett mikroszkennert technológia a Zeiss cég 2022-es Német Jövődíjjal kitüntetett ZEISS Lattice Lightsheet 7 mikroszkópjában is megtalálható. Ez a rendszer a élő sejtek kíméletes 3D-s képalkotására szolgál, többek között az intézet által kifejlesztett Light Deflection Cube (LDC) szkennermodul segítségével. Ez a modult jóváhagyták, és pilotgyártási keretek között évente biztosítják a Zeiss számára a legújabb termékhez.

A Laser World of Photonics kiállításon, június 27–30. között, a Fraunhofer IPMS a Fraunhofer közös standján lesz jelen. Az intézet standján az érdeklődők exkluzív betekintést nyerhetnek az intézet fejlesztéseibe, és beszélgethetnek a kutatókkal. Előzetes időpontfoglalás a https://www.ipms.fraunhofer.de/en/events/2023/Laser.html weboldalon lehetséges.