Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »OCTmapp«
Die Optische Kohärenztomographie (OCT) ist eine Bildgebungstechnologie, mit der sich Strukturen streuender Materialien visualisieren lassen. Das Verfahren eignet sich vor allem für die Untersuchung organischen Gewebes und der Charakterisierung von Gewebemorphologien und eröffnet dadurch die Möglichkeit, beispielsweise Krebsgewebe in einem früheren Krankheitsstadium erkennen zu können. Zwar gilt die OCT-Technologie in Fachrichtungen wie der Augenheilkunde als »Goldstandard«, in anderen Anwendungsgebieten ist das Verfahren noch nicht etabliert, da häufig noch gesicherte Kenntnisse und geeignete Systementwürfe fehlen. Der Bedarf an Forschung und Entwicklung ist hier besonders hoch. Im Forschungsprojekt »Optical Coherence Tomography for New Medical Applications«, kurz »OCTmapp«, wurden daher mögliche Anwendungsgebiete der OCT-Technologie ermittelt.
Ziel des Forschungsprojekts »OCTmapp« war es weiterhin, eine ständige Forschungsinfrastruktur und ein Forschungsnetzwerk zum Thema OCT für neue medizinische Anwendungen in Japan aufzubauen. Im Rahmen des Projekts baute das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT seine bestehende Beziehung mit dem Institute for Advanced Biomedical Engineering and Science (ABMES) in Japan und der zentralen Forschungseinheit des Tokyo Women’s Medical University (TWMU) aus. Die Zusammenarbeit mit den beiden Forschungseinrichtungen zielte darauf ab, das Anwendungswissen der OCT-Technologie in der Medizin um die klinische Expertise zu erweitern.
Neue Applikationsfelder für OCT-Technologie
Neue Applikationsfelder für die Anwendung der OCT-Technologie zu identifizieren, die konkreten Bedarfe zu ermitteln sowie erste Tests mit Experten und Expertinnen aus Klinik und Biomedizin durchzuführen war Forschungsgrundlage des Projekts und strebte damit an, neue Impulse für die Entwicklung der Technologie zu erhalten. Anwendungsfelder und Forschungsthemen in der Biophotonik konnten, wie folgt, identifiziert werden:
- Optische Bildgebungsmodalitäten, wie Fluoreszenz, Endomikroskopie, nichtlineare Mikroskopie und OCT
- Hyperspektrale Bildgebung
- Photoakustische Bildgebung
- Sensortechnologien wie Ramanspektroskopie einschließlich SERS oder alle optischen/ photonischen Ansätze
- On-the-Tip-Sensing: Technologien unter Verwendung von optischen Fasern (auch deren Herstellung und Assemblierung betreffend)
- Multiskalierte, multimodale Integration unter Kombination der o.g. Ansätze
- Sonden für In-Situ/In-vivo-Devices für die optische Bildstabilisierung, Scanning,
Mosaicing usw. - Digitale Pathologie (Online-Entscheidungshilfe).
Für die nächsten Jahre ist ein kontinuierlicher Ausbau des Markts für OCT-Systeme in der Medizin zu erwarten. Die OCT-Technologie wird in neuen medizinischen Fachbereichen Anwendung finden, von denen die minimal-invasive Chirurgie und nicht-invasive Anwendungen den größten Teil ausmachen werden. Der Einsatz als patientennahe Labordiagnostik wird eine weitere wichtige Rolle bei der Verwertung spielen.
Stärkung deutsch-japanischer Forschungsallianz
Über die Weiterentwicklung der OCT-Technologie für neue medizinische Anwendungen hinaus, strebte »OCTmapp« an bestehende Beziehungen in Richtung einer permanenten Forschungsinfrastruktur in Japan auszubauen und ein Forschungsnetzwerk für biomedizinische Applikationen in Japan zu etablieren.
Der Forschungspartner in Japan, das Institut für Advanced Biomedical Engineering and Science, ist die zentrale Forschungseinheit der Tokyo Women´s Medical University und stellt eine der am höchsten angesehenen medizinischen Institutionen mit weltweiter Reputation dar. Der Transfer theoretischer Konzepte in die Praxis wurde dabei vom Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW unterstützt.
Durch Workshops, gegenseitige Besuche und öffentlichkeitswirksame Konferenzen («Medical Imaging -New Perspectives and the Role of OCT», 8. November 2018 in Tokio) konnte das Netzwerk insbesondere mit Unternehmen, wissenschaftlichen Einrichtungen, Fördermittelgebern und klinischen Einrichtungen ausgebaut werden und soll zukünftig mit der Gründung des Innovationsnetzwerks «German-Japanese Research Alliance for Biophotonics« verstetigt werden.
Partner
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
- Institute for Advanced Biomedical Engineering and Science, Tokyo Women´s Medical University, Tokio
- Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW, Leipzig