Supplement: Praxis Computer

Stiftung caesar: Forschung in Teams

Dtsch Arztebl 2001; 98(18): [16]

Krüger-Brand, Heike E.

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LNSLNS Seit 1999 arbeitet das internationale Forschungszentrum caesar, Bonn, auf den Gebieten Materialwissenschaften, Biotechnologie und Medizintechnik. Vorrangiges Ziel der anwendungsorientierten Forscher ist es, marktorientierte Produkte und Verfahren zu entwickeln.
Die Forschungsgruppe Holografie und Lasertechnologie entwickelt beispielsweise einen CO2-Laser, der Chirurgen zum Schneiden von Knochen dienen soll. Während die bisher verwendeten Laser sich nicht zum Durchtrennen harter Gewebe eignen, weil die entstehende Wärme Schäden verursacht, soll das neue System weniger Nebenwirkungen für die Patienten mit sich bringen. Die Gruppe entwickelt einen ultrakurz gepulsten CO2-Laser, der mit einem Handstück oder Operationsrobotern gekoppelt werden kann. Da die Energiestöße viel schneller als die Wärmediffusion im Gewebe sind, treten kaum Nebenwirkungen auf. Der Laser ermöglicht exakte, tiefe Schnitte mit geringer Breite und einer nur geringfügigen Schädigungszone. Dabei tritt zudem kein Metallabrieb auf.
Ein zweiter Forschungsschwerpunkt beschäftigt sich mit der Entwicklung eines holografischen Verfahrens zur exakten Gesichtsprofilvermessung von Patienten, die sich beispielsweise einer Kiefer- oder Gesichtsoperation unterziehen müssen. Diese Operationen setzen genaue Messungen voraus, die anhand von Patientenaufnahmen gemacht werden. Herkömmliche Verfahren haben den Nachteil, dass die Qualität der Bilder während der langen Messdauer durch unwillkürliche Bewegungen des Patienten – etwa Atmung und Pulsschlag – beeinflusst wird. Die holografischen Aufnahmen der caesar-Arbeitsgruppe werden von einem Laser innerhalb Bruchteilen von Sekunden (zehn Nanosekunden) erstellt, sodass eine vollkommene Verwackelungsfreiheit gewährleistet ist. Anschließend wird das fertige Hologramm digitalisiert und in ein Computermodell umgewandelt. Mit Hilfe dieser Daten kann das Aussehen des Patienten nach der Operation simuliert werden.
Geforscht wird bei caesar in interdisziplinären Dreierteams, so genannten
Triplets, die einen thematischen Schwerpunkt aus unterschiedlichen Blickwinkeln bearbeiten: Ein Triplet besteht jeweils aus einer Modellgruppe, einer Experimental- und einer Ingenieurgruppe. Während sich in der Modellgruppe vorwiegend Mathematiker und Informatiker mit Modellbildung und Designfragen befassen, führt die überwiegend aus Naturwissenschaftlern bestehende Experimentalgruppe Versuche durch und wertet diese aus. Für die Umsetzung der Forschungsergebnisse in marktfähige Produkte ist die Ingenieurgruppe zuständig. Die Projekte haben jeweils eine Laufzeit von höchstens fünf Jahren. Danach soll als fertiges Ergebnis ein Produkt oder Verfahren vorliegen. KBr
Informationen: Forschungszentrum caesar, Friedensplatz 16, 53111 Bonn, Telefon: 02 28/96 56-1 35, Fax: 96 56-1 11, Internet: www.caesar.de


Die in der holografischen Aufnahme gespeicherte dreidimensionale Oberflächeninformation des Gesichtsprofils wird nach der Aufnahme mit einem Laser optisch ausgelesen (siehe oben) und mit einer Digitalkamera aufgezeichnet. Daraus wird ein Computermodell des Profils rekonstruiert.
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