Wykwalifikowane mikroskany do niestandardowych zastosowań w medycynie

Laser-Scanning-Mikroskops zur Tumorabgrenzung. © Fraunhofer IPMS / Laser-Scanning-Mikroskop zur Tumorabgrenzung. © Fraunhofer IPMS

Zestaw do oceny klienta dla quasi-statystycznych skanerów MEMS. © Fraunhofer IPMS / Zestaw do oceny klienta dla quasi-statystycznych skanerów MEMS. © Fraunhofer IPMS

Skaner quasi-statyczny w module dla wyświetlaczy na głowę. © Fraunhofer IPMS / Skaner quasi-statyczny w module dla wyświetlaczy na głowę. © Fraunhofer IPMS

Potencjał mikroskanerów w technice medycznej jest ogromny. Przekonują niewielkim rozmiarem i wagą oraz wysoką efektywnością energetyczną, co umożliwia ich mobilne zastosowanie. Aby sprostać indywidualnym wymaganiom klientów, w Fraunhofer IPMS opracowano już ponad 200 różnych projektów mikroskanerów. Oferta obejmuje cały łańcuch wartości od koncepcji, przez rozwój prototypów, aż po pilotażową produkcję w własnym czystym pomieszczeniu na 8-calowych waflach. Przy tym Fraunhofer IPMS stale poszerza zakres zastosowań technologii luster skanujących, wprowadzając innowacyjne i opatentowane rozwiązania projektowe oraz moduły technologiczne, a także integrując sztuczną inteligencję (SI).

Mikroskanery to najmniejsze elementy optyczne, które potrafią odchylić małe lustra wokół jednej lub wielu osi, umożliwiając bardzo szybkie i precyzyjne skanowanie lub projekcję. Dzięki bezkontaktowej pracy, małym rozmiarom, niskiej wadze i wysokiej efektywności energetycznej otwierają nowe możliwości w technice medycznej. Wszechstronne zastosowania mikroskanerów w medycynie obejmują między innymi obrazowanie dla endoskopów medycznych, mikroskopię konfokalną, mikroskopię fluorescencyjną, spektroskopię oraz okulistykę.

Mikroskanery Fraunhofer IPMS charakteryzują się dużym kątem skanowania i wysokimi częstotliwościami skanowania, wykazując przy tym doskonałą stabilność długoterminową. Wsparcie klientów przy rozwoju specyficznych modułów oraz elektronicznych rozwiązań do precyzyjnego i kontrolowanego sterowania dopełnia ofertę instytutu. Szczególnie dla małych i średnich przedsiębiorstw różnorodne zestawy ewaluacyjne Fraunhofer umożliwiają włączenie technologii mikroskanerów do rozwoju produktów bez konieczności kosztownej i czasochłonnej własnej produkcji elektroniki sterującej spełniającej określone wymagania.

Mikroskanery Fraunhofer IPMS w technice medycznej

Dotychczasowe rozwiązania dostosowane do potrzeb klientów mikroskanerów Fraunhofer IPMS zostały w ostatnich latach zweryfikowane w praktyce dla kilku partnerów, aby mogły znaleźć zastosowanie w produktach klientów. Elementy te sprawdziły się w praktyce.

Na przykład kilka lat temu Fraunhofer IPMS opracowało podwójnie rezonansowe skanery MEMS, które stanowią serce kompaktowego skanera folii rentgenowskiej do cyfrowej stomatologii. Mikroskanery te są produkowane w własnym czystym pomieszczeniu w ramach pilotażowej produkcji, z roczną ilością sięgającą kilku tysięcy sztuk, i są kwalifikowane do zastosowania w produktach klientów. Montaż na specjalnie opracowanym nośniku elementów z zintegrowaną elektroniką oraz testy są również przeprowadzane w Fraunhofer IPMS. Jakość, zgodna z przemysłowymi standardami, jest gwarantowana certyfikatem instytutu ISO 9001.

Inne zastosowania w technice medycznej obejmują skanery laserowe opracowane dla firmy Norlase, które będą wykorzystywane w okulistyce do leczenia pacjentów z chorobami siatkówki i jaskrą. Dzięki zastosowaniu skanerów MEMS od Fraunhofer IPMS możliwa jest dotąd nieosiągnięta miniaturyzacja systemu oraz wyższa rozdzielczość.

Na potrzeby startupu Envision Diagnostics instytut opracowuje mikroskanery do standaryzowanego, szybkiego i niezawodnego testu wzroku, który rejestruje, ocenia i prezentuje wszystkie parametry jakościowe. To dostarcza lekarzom bardziej szczegółowe i wiarygodne dane pacjentów, umożliwiając podejmowanie bezpiecznych decyzji.

Mikroskanery Fraunhofer IPMS w mikroskopii

Różnorodne zastosowania mikroskanerów znajdują się także w medycznej mikroskopii. Dzięki optycznej tomografii koherentnej można analizować powierzchnię i głębokość struktur obiektów z rozdzielczością w zakresie mikrometrów. Mikroskanery Fraunhofer IPMS umożliwiają nowy sposób pomiaru parametrów otoczenia i są sercem nowatorskiego laserowego mikroskopu skanującego do wyznaczania granic guzów. Dzięki niemu operacje nowotworowe mogą być przeprowadzane szybciej, precyzyjniej i bezpieczniej. Jeszcze w sali operacyjnej lekarz lub lekarka mogą badać tkankę, z której wycięto guz, korzystając z mikroskopu. Wcześniej nałożony znacznik fluorescencyjny sprawia, że wszystkie komórki nowotworowe są widoczne, nawet jeśli pozostały po cięciu. Pozwala to na ich całkowite i precyzyjne usunięcie. Otaczająca tkanka jest chroniona, ponieważ w wyświetlaczu mikroskopu dokładnie widać, gdzie kończy się zdrowa tkanka. Nikt nie musi już czekać na wynik z laboratorium.

Technologia mikroskanerów Fraunhofer IPMS jest również wykorzystywana w systemie ZEISS Lattice Lightsheet 7, który został nagrodzony przez prezydenta Niemiec Nagrodą Przyszłości Niemiec 2022. Mikroskop ten służy do delikatnej, trójwymiarowej wizualizacji żywych komórek i korzysta m.in. z opracowanego przez instytut modułu skanującego Light Deflection Cube (LDC). Moduł ten został zweryfikowany i jest dostępny dla klienta Zeiss w ramach pilotażowej produkcji, jako część aktualnego produktu.

W dniach od 27 do 30 czerwca na targach Laser World of Photonics Fraunhofer IPMS będzie reprezentowany na wspólnym stoisku Fraunhofer. Odwiedzający będą mogli uzyskać ekskluzywny wgląd w najnowsze osiągnięcia instytutu i porozmawiać z jego naukowcami. Wstępne umówienie wizyty można zarejestrować na stronie internetowej instytutu pod adresem https://www.ipms.fraunhofer.de/en/events/2023/Laser.html.