Qualifizierte Mikroscanner für kundenspezifische Anwendungen in der Medizin

Das Potenzial von Mikroscannern in der Medizintechnik ist immens. Sie überzeugen durch ihr geringes Volumen und Gewicht sowie hohe Energieeffizienz. Um kundenspezifischen Anforderungen gerecht zu werden, wurden am Fraunhofer Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) bereits mehr als 200 Mikroscanner-Designs entwickelt.

Das Leistungsangebot erstreckt sich dabei entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der Konzeption über die Prototypentwicklung bis hin zur Pilotfertigung im eigenen Reinraum auf 8“ Wafern. Dabei erweitert das Institut den Anwendungsbereich der Scannerspiegeltechnologie kontinuierlich mit neuartigen und patentierten Designlösungen und Technologiemodulen, sowie der Integration von künstlicher Intelligenz.

Mikroscanner sind kleinste optische Bauelemente, die in der Lage sind, winzige Spiegel um eine oder mehrere Achsen auszulenken, um ein sehr schnelles und präzises Scannen oder Projizieren zu ermöglichen. Durch ihre berührungslose Arbeitsweise sowie die kleine Größe, das geringe Gewicht und die hohe Energieeffizienz eröffnen sie neue Möglichkeiten in der Medizintechnik. Die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten von Mikroscannern in der Medizin umfassen unter anderem die Bildaufnahme für medizinische Endoskope, die konfokale Mikroskopie, Fluoreszenzmikroskopie, Spektroskopie sowie die Ophthalmologie.

Die Mikroscanner des Fraunhofer IPMS besitzen große Scanwinkel und hohe Scanfrequenzen und zeigen Langzeitstabilität. Das Institut unterstützt Kunden bei der Entwicklung spezifischer Modulaufbauten sowie elektronischer Lösungen zur kontrollierten hochpräzisen Ansteuerung. Gerade für kleinere und mittlere Unternehmen bieten die verschiedenen Evaluations-Kits des Fraunhofer Instituts die Möglichkeit, die Mikroscannertechnologie in ihre Produktentwicklung einzubeziehen, ohne dass eine aufwendige und kostspielige Eigenentwicklung einer Ansteuerelektronik zur Erfüllung der Spezifikationen notwendig ist.

Mikroscanner des Fraunhofer IPMS in der Medizintechnik

Die bisherigen kundenspezifischen Entwicklungen von Mikroscannern des Fraunhofer IPMS wurden in den letzten Jahren für mehrere Partner in der Praxis qualifiziert, um in Kundenprodukten zum Einsatz zu kommen. Dabei konnten sich verschiedene Bauelemente in der Praxis bewähren.

So hat das Fraunhofer IPMS vor einigen Jahren doppelresonante MEMS-Scanner entwickelt, die das Herzstück eines kompakten Röntgenfolienscanners für die digitalisierte Zahnmedizin sind. Weitere Applikationen der Medizintechnik des Fraunhofer IPMS sind Laserscanner, welche in der Ophthalmologie in der Behandlung von Netzhaut- und Glaukom-Patienten zum Einsatz kommen werden. Auch hat das Institut einen Mikroscanner für einen standardisierten, schnellen und zuverlässigen Augentest entwickelt, welcher alle qualitativen Parameter erfasst, auswertet und darstellt. Dieser könnte Ärzten umfangreichere und zuverlässigere Patientendaten liefern, sodass sichere Entscheidungen getroffen werden können.

Mikroscanner des Fraunhofer IPMS in der Mikroskopie

Mikroscannerspiegel finden zudem vielfältige Anwendungen in der medizinischen Mikroskopie. Anhand optischer Kohärenztomografie können die Oberflächen- und Tiefenstruktur von Objekten mit einer Auflösung im Mikrometerbereich analysiert werden. Mithilfe eines neuartigen Laser-Scanning-Mikroskops zur Tumorabgrenzung könnten Krebsoperationen schneller, präziser und sicherer gemacht werden. Noch im Operationssaal könnte der Arzt mithilfe des Mikroskops das Gewebe untersuchen, aus dem der Tumor gerade herausgeschnitten wurde. Ein vorher aufgebrachter Fluoreszenz-Marker kann alle Krebszellen sichtbar machen, die nach dem Schnitt eventuell noch zurückgeblieben sind. Diese würden sich dann restlos und präzise entfernen lassen und niemand müsste mehr auf ein Laborergebnis warten.

Das Fraunhofer IPMS ist auf der Messe Laser World of Photonics vom 27. bis 30. Juni am Fraunhofer Gemeinschaftsstand vertreten. Interessierte können hier einen exklusiven Einblick in die Entwicklungen des Instituts erhalten und mit den Forschenden des Fraunhofer IPMS ins Gespräch kommen.