Scanner microscopici qualificati per applicazioni personalizzate nel settore medico

Microscopio a scansione laser per la delimitazione del tumore. © Fraunhofer IPMS / Laser scanning microscope for tumor delineation. © Fraunhofer IPMS

Kit di Valutazione Cliente per scanner MEMS quasi-statici. © Fraunhofer IPMS / Kit di Valutazione Cliente per scanner MEMS quasi-statici. © Fraunhofer IPMS

Scanner quasi-statico in un modulo per visori montati sulla testa. © Fraunhofer IPMS / Quasi-static scanner in a module for head-mounted displays. © Fraunhofer IPMS

Il potenziale dei microscanner nella tecnologia medica è enorme. Si distinguono per il loro volume e peso ridotti, nonché per l'elevata efficienza energetica, che consente un impiego mobile. Per soddisfare le esigenze specifiche dei clienti, presso il Fraunhofer IPMS sono stati sviluppati già più di 200 diversi modelli di microscanner. L'offerta di servizi si estende lungo tutta la catena del valore, dalla progettazione allo sviluppo di prototipi fino alla produzione pilota in un proprio ambiente di produzione in celle di 8 pollici. In questo modo, il Fraunhofer IPMS amplia continuamente il campo di applicazione della tecnologia degli specchi scanner, con soluzioni di design innovative e brevettate, moduli tecnologici e integrazione dell'intelligenza artificiale (IA).

I microscanner sono i più piccoli componenti ottici in grado di deviare piccoli specchi su una o più assi, permettendo scansioni o proiezioni molto rapide e precise. Grazie al loro funzionamento senza contatto, alle dimensioni ridotte, al peso leggero e alla alta efficienza energetica, aprono nuove possibilità nel campo della tecnologia medica. Le molteplici applicazioni dei microscanner in medicina includono, tra l'altro, l'acquisizione di immagini per endoscopi medici, microscopia confocale, microscopia a fluorescenza, spettroscopia e oftalmologia.

I microscanner del Fraunhofer IPMS si distinguono per ampi angoli di scansione e alte frequenze di scansione, mostrando un'eccellente stabilità a lungo termine. Il supporto ai clienti nello sviluppo di configurazioni modulari specifiche e soluzioni elettroniche per il controllo ad alta precisione completa l'offerta dell'istituto. In particolare per le piccole e medie imprese, i vari kit di valutazione dell'istituto offrono la possibilità di integrare la tecnologia dei microscanner nello sviluppo dei propri prodotti, senza la necessità di sviluppare in modo complesso e costoso un'elettronica di controllo conforme alle specifiche.

Microscanner del Fraunhofer IPMS nella tecnologia medica

Gli sviluppi personalizzati di microscanner del Fraunhofer IPMS sono stati qualificati negli ultimi anni in collaborazione con diversi partner, per essere impiegati in prodotti dei clienti. Questi componenti si sono dimostrati affidabili nella pratica.

Ad esempio, alcuni anni fa, il Fraunhofer IPMS ha sviluppato scanner MEMS a doppio risonatore, che costituiscono il cuore di un compatto scanner a pellicola radiografica per la medicina dentale digitalizzata. Questi microscanner vengono prodotti nel proprio ambiente di produzione in una fase pilota, con un volume fino a diverse migliaia di pezzi all'anno, per il prodotto del cliente. L'assemblaggio su un supporto di componenti appositamente sviluppato, con elettronica integrata e successivi test, viene anch'esso eseguito presso il Fraunhofer IPMS. La certificazione ISO 9001 garantisce che la qualità sia al centro dell'attenzione, secondo gli standard industriali.

Altre applicazioni nel campo della tecnologia medica del Fraunhofer IPMS includono i scanner laser sviluppati per l'azienda Norlase, che saranno impiegati in oftalmologia nel trattamento di pazienti con retinopatia e glaucoma. Grazie all'uso dei microscanner MEMS del Fraunhofer IPMS, è possibile raggiungere un livello di miniaturizzazione e una risoluzione superiore rispetto a prima.

Per la startup Envision Diagnostics, l'istituto sviluppa microscanner per un test oculare standardizzato, rapido e affidabile, che rileva, valuta e visualizza tutti i parametri qualitativi. Ciò fornisce ai medici dati più completi e affidabili sui pazienti, consentendo decisioni più sicure.

Microscanner del Fraunhofer IPMS nella microscopia

I microscanner trovano molte applicazioni anche nella microscopia medica. Grazie alla tomografia a coerenza ottica, è possibile analizzare le superfici e le strutture profonde degli oggetti con una risoluzione nell'ordine del micrometro. I microscanner del Fraunhofer IPMS consentono un nuovo modo di acquisizione di parametri ambientali e sono il cuore di un innovativo microscopio a scansione laser per la delimitazione di tumori. Con questo strumento, le operazioni chirurgiche sui tumori possono essere più rapide, precise e sicure. Durante l'intervento, il medico può esaminare il tessuto da cui è stato appena rimosso il tumore, utilizzando il microscopio. Un marcatore fluorescente applicato in precedenza rende visibili tutte le cellule tumorali eventualmente ancora presenti dopo il taglio. Queste possono essere rimosse in modo completo e preciso. Il tessuto circostante viene preservato, poiché nel display del microscopio si vede esattamente dove inizia il tessuto sano. E nessuno deve più aspettare i risultati di un laboratorio.

Inoltre, il sistema ZEISS Lattice Lightsheet 7, premiato dal Presidente della Repubblica con il Deutscher Zukunftspreis 2022 e prodotto dall'azienda Zeiss, utilizza la tecnologia dei microscanner del Fraunhofer IPMS. Questo sistema di microscopia per l'imaging tridimensionale delicato di cellule vive impiega, tra l'altro, il modulo di scansione Light Deflection Cube (LDC) sviluppato dall'istituto. Questo modulo è stato qualificato e viene fornito annualmente al cliente Zeiss come parte di una produzione pilota per il prodotto attuale.

Dal 27 al 30 giugno, presso la fiera Laser World of Photonics, il Fraunhofer IPMS sarà presente allo stand congiunto del Fraunhofer. I visitatori avranno l'opportunità di ottenere un'anteprima esclusiva delle innovazioni dell'istituto e di dialogare con i ricercatori del Fraunhofer IPMS. È possibile prenotare un appuntamento in anticipo tramite il sito web dell'istituto all'indirizzo https://www.ipms.fraunhofer.de/en/events/2023/Laser.html.