Ultraschall in der Medizintechnik
Ultraschall bietet in der Medizin vielfältige Informationen über den Patienten. Am bekanntesten ist die Sonographie, die Bildgebung mit Ultraschall. Inzwischen sind zahlreiche Bildgebungsmöglichkeiten verfügbar, so dass neben der reinen Abbildung zusätzliche Informationen gewonnen werden können. So erlaubt die Dopplersonographie, Fließgeschwindigkeiten von Blut innerhalb des Körpers zu messen. Eine zeitaufgelöste Messung erlaubt es beispielsweise, die Bewegung von Lungenflügeln zu verfolgen. Die Elastographie vermag es, von außen die mechanische Nachgiebigkeit von Organen zu bestimmen. So ein „berührungsloser Tastbefund“ gibt wertvolle diagnostische Informationen.
Ein weiteres wichtiges Anwendungsfeld ist die Ultraschall-Sensorik. Insbesondere die Sensorik durch Schlauchsysteme hindurch hat hohe Bedeutung. Ob in der Dialyse oder der Herz-Lungen-Maschine ist die Echtzeit-Analyse des Blutes in Schläuchen von lebenswichtiger Bedeutung. Mit Ultraschall können beispielsweise Luftbläschen erkannt und hinsichtlich ihrer Gefährlichkeit bewertet werden.
Leistungsschall (also Ultraschallwellen hoher Energie) besitzt als Therapiemöglichkeit einige Bedeutung. Durch Fokussierung können gezielt Gewebe im Körperinneren durch Hitze zerstört werden.
Ultraschall ist auch in der Medizin ein Thema mit vielen Facetten. Das Forschungszentrum beleuchtet einige davon.
Trainingsgeräte für Mediziner
Medizinische Operationen sind anspruchsvoll: diagnostischer Sachverstand, anatomisches Wissen und manuelle Fertigkeiten sind unumgänglich. Doch wie erwirbt man diese – realitätsnah aber ohne Gefährdung des Patienten? Trainingsgeräte sind dafür ideal. Ein Teilsystem des Körpers wird nachgebildet mit allen für die Ausbildung relevanten Eigenschaften.
Trainingsgerät für die Endosonographie
Mit dem Luebeck EUS Trainer (LET) haben wir in enger Kooperation mit Dr. Burmester (Sana-Kliniken Lübeck) ein leistungsfähiges Gerät zur Aus- und Weiterbildung von Medizinern entwickelt. Es hat sich im Training von medizinischen Techniken mit endoskopischem Ultraschall bewährt. Es ist gut handhabbar und vielfältig in den Trainingsmöglichkeiten.
Weitere Informationen zum Dienstleistungsangebot finden Sie Hier.
Ultraschallphantome
In der Medizin sind Phantome Nachbildungen von Organen oder Körperteilen. Solche Phantome sind in der Forschung und Ausbildung nützlich. Ohne Gefährdung von Patienten kann damit zielgerichtet gearbeitet werden. Dafür müssen die Phantome je nach Verwendungszweck bestimmte Funktionen erfüllen. Wie ein Phantom aussieht und woraus es besteht hängt somit vom Verwendungszweck ab. Die Optimierung von Phantomen für Ultraschallanwendungen ist deswegen ein dankbares Arbeitsgebiet für uns.
Stichwort Quantitative Sonographie
Viele unserer Tätigkeiten finden im Bereich der Quantitativen Sonographie statt. Diese Methoden zielen auf die physikalischen Eigenschaften von biologischen Materialien. Damit ergänzen sie die herkömmliche bildgebende Ultraschalldiagnostik (Sonographie).
Im Jahr 2015 haben wir mit Unterstützung des BMBF das erfolgreiche Innovationsforum QSonoMed durchgeführt. Einige Beispiele für die quantitative Sonographie zeigen Ihre Bandbreite. Die Dopplersonographie erlaubt es, Fließgeschwindigkeiten von Blut innerhalb des Körpers zu messen. Die Elastographie vermag es, von außen die mechanische Nachgiebigkeit von Organen zu bestimmen. So ein „berührungsloser Tastbefund“ gibt wertvolle diagnostische Informationen.
Mehrere Fragestellungen der Quantitative Sonographie beschäftigen uns derzeit.
Elastographie
In einem Förderprojekt haben wir mit einem Partner Wir entwickeln Phantome nachbilden. Einerseits sollen diese für die Ausbildung genutzt werden. Außerdem sind für die Anwender der Sonoelastographie Kalibrierkörper wünschenswert, mit denen die Reproduzierbarkeit von Untersuchungen sichergestellt werden kann. Wir arbeiten weiter auf diesem Thema.
Blutersatzflüssigkeiten
Bei der Analyse von Blut hat sich die Auswertung von Streusignalen für Aussagen zur Zusammensetzung und die Nutzung des Doppler-Effektes zur Bestimmung von Fließgeschwindigkeiten bewährt. Mit Ultraschalltechniken kann Blut in Schlauchkreisläufen beispielsweise im Hinblick auf die Gerinnungsneigung oder die Konzentration von Luftbläschen untersucht werden. Solche Information, in vivo, nicht-invasiv und in Echtzeit aufgenommen, kann bei Operationen oder in der Intensivpflege erfolgsentscheidend sein. Das FZ-U unterstützt die Entwicklung solcher Systeme, indem es Blutersatzflüssigkeiten entwickelt und charakterisiert. Blutersatzflüssigkeiten sind wesentlich leichter zu handhaben als Blut und deswegen sehr hilfreich für die Entwicklung von entsprechender Ultraschallgerätetechnik. Je nach Einsatzgebiet muss die Blutersatzflüssigkeit unterschiedliche Eigenschaften nachbilden. Im Falle der Ultraschallsensorik sind dies mechanische Eigenschaften. Am FZ-U werden als Blutersatzflüssigkeiten eingesetzte Suspensionen mechanisch mittels eines Oszillationsrheometers frequenzabhängig hinsichtlich des komplexen Schermoduls untersucht. Außerdem wurden diese Materialsysteme bezüglich der Ultraschall-Streuung untersucht.
Flüssigkeiten in Schläuchen
Mit Ultraschallmethoden können Informationen zur Zusammensetzung von Flüssigkeiten und zu ihrer Fließgeschwindigkeit gewonnen werden. Dies ist auch durch Schläuche hindurch möglich, so dass sich ein großes Anwendungsfeld u. a. in den Bereichen Dialyse, Herz-Lungen-Maschinen und Infusionen erschließt. Die Ultraschallsensorik Schlauchsytemen beschäftigt uns und unsere Projektpartner in einem aktuellen Projekt. Wir charakterisieren Schlauchmaterialien mit Ultraschall im Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaften.
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