Aktuelles

Start des Projektes Gon2Twin im Rahmen des Förderprogramms Invest BW

Am 15. September startet ein vom Land gefördertes Forschungsprojekt in Rahmen des Förderprogramms Invest BW in Kooperation mit der Opsira GmbH in Weingarten.

Digitale optische Zwillinge versprechen in vielen medizinischen und technischen Bereichen kürzere, ressourcenschonendere und optimierte Prozesse für die Entwicklung neuer Diagnosemethoden, Therapien, Verfahren und Geräte. Zur Erstellung digitaler optischer Zwillinge sind deren optische Charakteristika, insbesondere die Streu- und Absorptionseigenschaften, spektral aufgelöst erforderlich. Im beantragten Projekt soll synergetisch die messtechnische Erfahrung der opsira GmbH mit dem theoretischen Know-how des ILM für die Entwicklung eines innovativen Goniometers gebündelt werden. Dieses Messgerät soll erstmals die Bestimmung aller notwendigen optischen Eigenschaften zur Beschreibung der Lichtausbreitung an und in streuenden Medien präzise, schnell und automatisch ermöglichen. Anwendungsbeispiele der dadurch realisierbaren optischen Zwillinge reichen von der Herstellung von Zahnrestaurationen oder Epithesen über das Farbmanagement von Kunststoffen bis zum Vollfarben-3D-Druck und zum autonomen Fahren.

Publikation des ILM wurde für das Titelbild der Septemberausgabe 2021 der Zeitschrift Photonics nominiert

Unsere aktuelle Publikation "Florian Bergmann, Florian Foschum, Leonie Marzel, Alwin Kienle: Ex Vivo Determination of Broadband Absorption and Effective Scattering Coefficients of Porcine Tissue, MDPI Journal Photonics (Vol. 8, No. 9, p. 365)“ wurde für das Titelbild der Septemberausgabe 2021 der Zeitschrift Photonics ausgewählt.

In der wissenschaftlichen Arbeit geht es um die Bestimmung der optischen Eigenschaften von biologischen Medien (u. a. Haut, Muskel, Fettgewebe, Knochen, Knorpel und Gehirn vom Hausschwein) mithilfe der Ulbrichtkugel im Spektralbereich von 400 bis 1400 nm.

Künstliche Intelligenz zur Hautkrebserkennung: Forschungsergebnisse des Projekts Intelligente Diagnostik veröffentlicht

Unter der Konsortialführung des FZI Forschungszentrum Informatik haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des FZI gemeinsam mit dem Institut für Lasertechnoloien und drei Partnerinstituten aus der Innovationsallianz Baden-Württemberg (innBW) im Rahmen des Forschungsprojekts Intelligente Diagnostik die Möglichkeiten von bildgebenden Verfahren zur Hautkrebsdiagnostik mittels Künstlicher Intelligenz (KI) erforscht. Nun liegt der Abschlussbericht des Projekts vor. Außerdem wurde ein Video veröffentlicht, das die Ergebnisse veranschaulicht.

Gutartiges Muttermal oder bösartiges Melanom? Diese Frage stellen sich Dermatologinnen und Dermatologen oft bei Untersuchungen. Hautkrebs ist eine sehr häufig auftretende Krebserkrankung, welche insbesondere in den letzten Jahren stark zugenommen hat – das zeigt beispielsweise eine Datenerhebung der KKH Kaufmännische Krankenkasse aus dem Jahr 2016. Aktuell liegt die Sensitivität bei der dermatoskopischen Diagnose bei nur 85 %. Um diese Prognosegenauigkeit von Hautkrebs durch Verfahren zur quantitativen Bilderzeugung und KI-Methoden zu verbessern, haben sich fünf baden-württembergische Forschungsinstitute im Rahmen des Projekts „Intelligente Diagnostik“ zu einem Konsortium zusammengeschlossen. Nach einer Laufzeit von 21 Monaten wurde das Forschungsprojekt erfolgreich abgeschlossen.

Nun liegt der Abschlussbericht des Forschungsprojekts vor. Eine wichtige Erkenntnis der Forscherinnen und Forscher war, dass eine morphologische Veränderung im Hautgewebe dazu führen kann, dass sich die Streueigenschaften des Gewebes verändern, was dann für die Diagnostik herangezogen werden kann. Für die Datengewinnung im Projekt wurde ein klinischer Aufbau konzipiert und entwickelt, der dank multispektraler Beleuchtung und schneller Kameras als Detektoren Bilddaten erfasst, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. Hierzu projiziert dieser mit neun LEDs im sichtbaren und nah-infraroten Bereich unterschiedliche Beleuchtungsmuster auf die Hautläsion, deren remittiertes Licht mit zwei Kameras erfasst wird. Aus den erfassten Bilddaten werden anschließend eine dreidimensionale Topographie und weitere Parameter wie die Hämoglobinkonzentration berechnet. Außerdem wurde eine weitere Generation des Messsystems entwickelt, welche auf einer mikrooptischen hyperspektralen Detektionseinheit basiert, die es zukünftig ermöglicht, einen deutlich größeren Spektralbereich zu erfassen und auszuwerten.
Zur Gewährleistung eines qualitativ hochwertigen Trainingsdatensatzes wurden Biomarker im Gewebe identifiziert. Diese mess- und bewertbaren biologischen Merkmale zeigen krankhafte Veränderungen auf und ermöglichten den Forschenden die einzelnen Datensätze zuverlässig zu klassifizieren. Zur Verwaltung der Trainingsdaten sowie der KI-Modelle wurde ein Managementsystem entwickelt, das durch eine webbasierte Benutzerschnittstelle diverse Funktionen bietet – beispielsweise lassen sich Datensätze hinzufügen, KI-Modelle trainieren und KI-basierte Diagnoseergebnisse abrufen. Ein FZI-Video zum Forschungsprojekt und dem System stellt das Projekt vor und erläutert den Diagnoseprozess, den Aufbau des Systems sowie die Funktionsweise der prototypischen Aufbauten. 

Über das Projekt

Das im Projekt entwickelte System hat hohes Potenzial, aktuelle Standards der Diagnostik, welche derzeit noch auf reinen RGB-Bildern basieren, hinsichtlich der Diagnosegenauigkeit zu übertreffen. Es hat sich gezeigt, dass eine zuverlässige Klassifikation der einzelnen Datensätze anhand der Biomarker möglich ist. Die im Projekt verwendeten KI-Methoden erlauben im Vergleich zu den bislang gängigen Diagnosemethoden eine nähergehende Bewertung und Klassifizierung der zugrundeliegenden Melanome. 
Das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg hatte das Forschungsprojekt mit einer Fördersumme von 1,7 Millionen Euro unterstützt. Beteiligt waren:

•    FZI –Forschungszentrum Informatik Karlsruhe
•    ILM – Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm
•    Hahn-Schickard-Institut Villingen-Schwenningen
•    Hahn-Schickard-Institut Stuttgart
•    NMI – Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen

Seit Juli 2021 setzen diese Partner mit erneuter Förderung des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg bereits auf die Projektergebnisse auf: Im Rahmen des Folgeprojekts „Intelligente Diagnostik 2“ soll ein verbessertes und kostengünstigeres Diagnosesystem als Demonstrator entwickelt werden, mit dem langfristig Hautkrebs in Kliniken und Hautpraxen dank KI diagnostiziert werden kann. Neben dem Aufbau eines deutlich größeren Bestands an Trainingsdaten ist zudem die Weiterentwicklung zu einem kompakten, handgeführten System geplant, welches langfristig auch Hausärztinnen und -ärzten ermöglichen soll, das Hautkrebs-Screening sicher durchzuführen. 

Projektstart im Rahmen des Förderprogramms „Photonik Forschung Deutschland“

Im Juni startete ein spannendes neues Projekt, das das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms „Photonik Forschung Deutschland“ fördert.

Im Rahmen der Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte startet das Projekt PhotoDynaLysis. Unser Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik entwickelt ein Verfahren, das durch den Einsatz einer photochemisch reaktiven Substanz ermöglicht, Zellen einer Probe durch die Applikation von Licht gezielt zu desintegrieren. In einem automatisierten workflow („Lab-on-a-Chip“) ermöglicht dieses Verfahren eine schaltbare Zugänglichkeit intrazellulärer Analyten und damit erstmals eine sichere und präzise Analyse von Merkmalskombinationen.  

Im Erfolgsfall wird es erstmalig möglich sein, zehntausende Zellen einer Probe einzeln zu analysieren und dabei jeder Zelle ihre spezifischen Charakteristika zuzuordnen. Somit können nicht nur auf die gesamte Probe bezogene Diagnosen erfolgen, sondern auch quantitative Aussagen auf Einzelzellniveau. Die photodynamische Lyse könnte zukünftig mit einer Vielzahl sensitiver, digitaler Diagnoseverfahren für DNA und weitere intrazelluläre Analyten kombiniert werden.

Projektstart: AI-SEE - Realisierung des automatisierten Fahrens bei veränderlichen Verkehrs- und Wetterbedingungen.

Kooperation für sicheres autonomes Fahren: Im Projekt AI-SEE, einem von PENTA EURIPIDES² geförderten Forschungsprojekts ist sicheres Fahren bei schlechten Sichtverhältnissen im Vordergrund. 21 Partner, bestehend aus Weltklasse-Akteuren auf OEM- (Original Equipment Manufacturer) und Zulieferer-Ebene werden über einen Zeitraum von drei Jahren gemeinsam ein neuartiges, robustes Sensorsystem entwickeln, das durch künstliche Intelligenz für schlechte Sichtverhältnisse unterstützt wird. Das Ergebnis wird ein robustes, fehlertolerantes Multi-Sensor-Wahrnehmungssystem. Es wird bei praktisch allen Licht- und Wetterverhältnissen funktionstüchtig sein Das von der Mercedes Benz AG geleitete Projekt startete als virtuelles Treffen am 10. Juni 2021.


Ohne künstliche Intelligenz und ohne nachgewiesene Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmer wird die Vision des autonomen Fahrens nicht verwirklicht werden. Automatisierte Fahrzeuge können nur dann marktreif werden, wenn sie unter allen relevanten Bedingungen zuverlässig funktionieren. Dazu gehört ein allwettertaugliches AD-System, das bei allen Wetter- und Lichtverhältnissen wie Schnee, Starkregen oder Nebel eine sichere Fahrt im 24h/365-Tage-Betrieb garantiert. Um dies zu erreichen, wird das Projekt AI-SEE an die Erkenntnisse und Ergebnisse des Vorgängerprojekts DENSE anknüpfen. Dieses EU-geförderte Projekt, das im Februar 2020 endete, entwickelte bereits ein deutlich verbessertes Umwelt Wahrnehmungssystem im Vergleich zu herkömmlichen Systemen. Die AI-SEE-Projektpartner werden es weiter verbessern, um die Sensorleistung unter widrigen Wetterbedingungen realistisch zu simulieren und das System an künstliche Daten anzupassen und zu testen. Die neuartige High Resolution Adaptive all-deep L Sensor Suite wird einen aktiven polarimetrischen Imager mit kongruenten LIDAR-Daten und einem SWIR-LIDAR mit einem neuartigen SPAD (Single Photon Avalanche Diode) Empfängerarchitektur bekommen. Es wird auch ein hochauflösendes 4D MIMO-Radar und eine gated SWIR-Kamera eingebaut. Mit Hilfe der multisensorischen Datenfusion werden die erfassten Sensordaten fusioniert und mit Hilfe von KI-Algorithmen simuliert.

Innovationstag Mittelstand des BMWi 2021

Das Schaufenster erfolgreicher Innovationen und der Informationsplattform für den innovativen Mittelstand. Erleben Sie mit der digital edition am 17. Juni eine Reihe vielfältiger Highlights, die das breite Spektrum der mittelstandsorientierten Innovationsförderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie „Von der Idee zum Markterfolg“ vorstellen.

Wir sind mit unserem Erfolgsprojekt HSI-plus vertreten. Die frühe Erkennung von Melanomen ist ein entscheidender Faktor für die Heilungschancen. Dies soll durch ein neuartiges Messsystem mit Kamera und streifenförmiger Beleuchtung in verschiedenen Farben erzielt werden. Optische Eigenschaften der Haut lassen sich mit hoher Genauigkeit quantifizieren und daraus Änderungen etwa durch entstehende Tumore sehr sensitiv erfassen. Bösartige Tumore können  so rechtzeitig erkannt und entfernt werden.

Erfahren Sie hier mehr.

Online - Lasersachkundekurs 16.06.2021

Gemäß den Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Lasermedizin müssen für die Anwendung von medizinischen Lasern entsprechende Sachkenntnisse nachgewiesen werden. Ein derartiger Sachkundekurse findet am 16. Juni von 9:00 bis ca. 18:00 Uhr am ILM statt.

Der behandelte Stoff gliedert sich in:

  • Physik des Lasers
  • Lichtausbreitung und Wechselwirkung von Laserlicht in biologischem Gewebe
  • Lasersicherheit
  • Klinische Anwendungen

Der Kurs richtet sich an alle, die im medizinischen Bereich Laser einsetzen, vom Arzt über das medizinische Assistenzpersonal bis hin zum Medizintechniker. Dieser Kurs erfüllt die Richtlinien für anerkannte Kurse zur Ausbildung von Laserschutzbeauftragten gemäß OStrV.

Termine, Kursprogramme und Anmeldung

Auskunft und Anmeldung: Fr. Jung, Tel. +49 (0)731 / 14 29 - 888, Fax: +49 (0)731 / 14 29 - 442

UV Luftreiniger - Schutzschild gegen Coronaviren

Die Bestrahlung mit UV-C Licht ist eine bewährte Methode zur Desinfektion durch Inaktivierung von Mikroorganismen und verschiedener Viren, einschließlich SARS-CoV-2. Bei ausreichender Bestrahlungszeit und -intensität wird die RNA des Virus so zerstört, dass er sich nicht mehr selbst reproduzieren kann. Der Valeo UV Purifier ist ein System, das mit UV-Strahlen die Luft in Bussen reinigt. Diese Technologie ist derzeit das weltweit leistungsfähigste Luftentkeimungssystem für Busse und Reisebusse. Sie eliminiert mehr als 95 % der Viren, einschließlich Coronaviren, sowie alle Bakterien und Schimmelpilze, die sich in der Luft in Fahrzeugen mit Fahrgästen an Bord befinden. 

Seine Wirksamkeit gegen SARS-CoV-2 wurde vom Universitätsklinikum Frankfurt und dem Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik (ILM) wissenschaftlich nachgewiesen. Die vom ILM durchgeführten Tests bestätigten, dass der UV Purifier von Valeo in der Lage ist, Viren mit einer Effizienz von 95 % in einem einzigen Luftstromkreislauf zu eliminieren. Die Tests zeigen auch, dass die Luftwechselrate sehr effizient ist - höher als das von der Weltgesundheitsorganisation empfohlene Niveau zur Begrenzung des Infektionsrisikos durch die Verbreitung von Viren und Bakterien in der Luft.

Weiter Informationen finden Sie hier.

Online - Lasersachkundekurs 28.04.2021

Gemäß den Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Lasermedizin müssen für die Anwendung von medizinischen Lasern entsprechende Sachkenntnisse nachgewiesen werden. Ein derartiger Sachkundekurse findet am 28. April von 9:00 bis ca. 18:00 Uhr am ILM statt.

Der behandelte Stoff gliedert sich in:

  • Physik des Lasers
  • Lichtausbreitung und Wechselwirkung von Laserlicht in biologischem Gewebe
  • Lasersicherheit
  • Klinische Anwendungen

Der Kurs richtet sich an alle, die im medizinischen Bereich Laser einsetzen, vom Arzt über das medizinische Assistenzpersonal bis hin zum Medizintechniker. Dieser Kurs erfüllt die Richtlinien für anerkannte Kurse zur Ausbildung von Laserschutzbeauftragten gemäß OStrV.

Termine, Kursprogramme und Anmeldung

Auskunft und Anmeldung: Fr. Jung, Tel. +49 (0)731 / 14 29 - 888, Fax: +49 (0)731 / 14 29 - 442

Mit UVC-Licht Coronaviren abtöten

Luftreinigungsgeräte können Pollen, Schimmelsporen und Feinstaub, aber auch Bakterien und Viren aus der Luft filtern. Seit der Corona-Pandemie ist der Bedarf an ihnen enorm gestiegen. Zum Einsatz sollen sie künftig nicht nur im medizinischen Bereich, sondern auch in Büroräumen, der Gastronomie und Schulen kommen. Ausgestattet sind die Luftreiniger meist mit Filtern, die Partikel vom Eindringen in einen Innenraum zurückhalten. Eine neue Möglichkeit wird zurzeit am ILM Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm erprobt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des innBW-Instituts setzen auf UV-Lichttechnik: Bei dem optischen Verfahren wird die Luft mit UVC-Licht bestrahlt. Das inaktiviert mögliche Viren. Sie werden damit nicht aus der Luft gefiltert, sondern direkt abgetötet. Ein Filterwechsel würde mit der neuen Anwendung überflüssig werden.  

Laut einer im „Ärzteblatt“ veröffentlichten Studie können konventionelle Luftreinhaltungsgeräte die Aerosole, die für die Übertragung von Covid-19 maßgeblich sind, um bis zu 90 Prozent reduzieren. Mit der am ILM in der Entwicklung befindlichen UV-Technologie sollen deutlich mehr als 90% der Keime in den Aerosolen abgetötet werden. Besonders interessiert die Forscher in Ulm die Verwendung leistungsstarker UVC-LEDs. Zur Entwicklung der Luftreinigungsgeräte auf UVC-Basis gehören eine Machbarkeitsstudie, das Optikdesign der Bestrahlungseinheit sowie die Entwicklung und der Aufbau von Laborsystemen und Funktionsmustern. Als letzter Schritt folgt ein biologischer Test der Funktionsmuster mit verschiedenen R1-Modellkeimen, darunter auch ein SARS-CoV-2-Surrogat-Virus. Neben der Entwicklung eigener Geräte prüft das ILM auch bereits auf dem Markt bestehende Luftreiniger für verschiedene Unternehmen.

In der Diagnostik legt das ILM einen Schwerpunkt auf die Konzipierung, die Entwicklung, den Aufbau und die Evaluation von optischen Detektionseinheiten in mikrofluidischen Systemen. Ziel ist, Keime auf Basis von (digitalen) NAT-Assays zu erkennen und zu differenzieren. Das ILM kooperiert dazu mit Hahn-Schickard in Freiburg, ebenfalls ein innBW-Institut.