Aktuelles

Bewilligung DFG-Antrag

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligt dem ILM entsprechend dem Antrag von Herrn Professor Dr. Alwin Kienle, den er zum Thema "Exact and approximate analytical solutions of the two- und three-dimensional radiative transfer equation" gestellt hat, Investitions- und Personalmittel für 36 Monate.

Die Strahlungstransportgleichung (RTE) ist die fundamentale Gleichung für die Beschreibung der Lichtausbreitung in streuenden Medien auf mesoskopischer und makroskopischer Skala, wie z. B. in biologischen Medien, in Farbe, im Gestein, in Böden, in der Atmosphäre oder im interstellaren Raum. Die RTE wird üblicherweise durch numerische Verfahren wie die Monte-Carlo-Simulation gelöst. Kürzlich ist es uns gelungen, analytische Lösungen der RTE für verschiedene Geometrien und für ihre Erweiterungen herzuleiten. Das Ziel des Projektes ist die Herleitung weiterer wichtiger Lösungen der RTE für eine Reihe von Geometrien in allen Ortsfrequenzdomänen und in allen Ortsdomänen, wobei auch die Lösungen für eine diskrete Anzahl an Streuinteraktionen berücksichtigt werden. Weiterhin werden analytische Lösungen der Korrelations-RTE und der Diffusionsgleichung, einer oft verwendeten Näherung der RTE, hergeleitet. Die neuen analytischen Lösungen werden mit der Monte-Carlo-Simulation validiert bzw. verglichen. Die analytischen Lösungen der RTE werden mit Lösungen der Wärmeleitungsgleichung kombiniert, von welcher ebenfalls analytische Lösungen für verschiedene Geometrien hergeleitet werden. Des Weiteren werden die neuen analytischen Lösungen effizient implementiert, um einerseits wichtige Anwendungen auf verschiedenen technischen und medizinischen Feldern zu untersuchen und andererseits die Lösungen für den interessierten Anwender zur Verfügung zu stellen. (Projektnummer 284841045)

 

 

Hautkrebs frühzeitig erkennen – Otto von Guericke-Preis 2020 geht nach Ulm

Etwa 23.000 Menschen erkranken jedes Jahr in Deutschland an Hautkrebs, rund 3.000 Menschen sterben jährlich daran. Bislang sind Untersuchungen zur Hautkrebsfrüherkennung in hohem Maße von der Erfahrung des untersuchenden Arztes abhängig: So erfolgen Biopsien, also die chirurgischen Entnahmen von tumorverdächtigem Gewebe, bisher meist ausschließlich auf Basis visueller Kontrollen. Manche bösartigen Melanome werden dabei übersehen oder nicht frühzeitig genug erkannt.

Ulmer Wissenschaftler haben jetzt ein neuartiges Verfahren zur Hautkrebsfrüherkennung entwickelt, das die Diagnostik präziser, kostengünstiger und einfacher macht. Mithilfe eines hyperspektralen Kamerasystems, kombiniert mit strukturierter Beleuchtung, können Vorstufen bösartiger Melanome und kleinste Unterschiede in der Mikrostruktur des Gewebes zuverlässig detektiert werden. Für ihre Leistungen sind Dr. Karl Stock und M. Sc. Physik Steffen Nothelfer vom Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik an der Universität Ulm gestern in Köln mit dem Otto von Guericke-Preis der AiF ausgezeichnet worden. Durchgeführt wurde das Projekt vom AiF-Mitglied Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e. V. (F. O. M.). Der Preis wird einmal im Jahr für herausragende Leistungen auf dem Gebiet der IGF vergeben und ist mit 10.000 Euro dotiert. Die vorwettbewerbliche IGF wird im Innovationsnetzwerk der AiF und ihrer 100 Forschungsvereinigungen organisiert und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit öffentlichen Mitteln gefördert.

Einen Film zum ausgezeichneten Projekt finden Sie hier.

Unsichtbares sichtbar machen

„Wir haben ein Gerät entwickelt, das den Arzt bei der Erkennung von schwarzem Hautkrebs unterstützen soll“, erklärt Stock das Ergebnis der Forschungsarbeiten. „Damit können wir die optischen Eigenschaften eines Gewebes in jedem Punkt exakt bestimmen und daraus auf Gewebeveränderungen schließen.“ Sein Kollege Nothelfer beschreibt das Vorgehen: „Zunächst beleuchten wir die Haut bei der Untersuchung in unterschiedlichen Farben und mit unterschiedlichen Streifenmustern. Einfach gesagt projizieren wir bestimmte Muster auf die Haut und erfassen dann das zurückgestreute Licht mit einer empfindlichen Kamera.“ Aus Abweichungen oder Verzerrungen des ursprünglichen Musters lassen sich mithilfe von Auswertealgorithmen sehr genau Änderungen der optischen Gewebeeigenschaften, auch in der Tiefe, ableiten. Diese können erste Hinweise einer krankhaften Gewebestörung sein. „In erster Linie kommt das Gerät den Patienten zugute, denn je früher das Melanom entdeckt wird, desto höher sind die Überlebenschancen des Patienten“, resümiert Stock.

Den komplette Pressetext der AiF finden Sie hier.

Ansprechpartner zum Projekt

Dr. Karl Stock, Institut für Lasertechnologien in der Medizin und Messtechnik (ILM) an der Universität Ulm, E-Mail: karl.stock(at)ilm-ulm.de, Telefon: +49 (0) 731 1429-220

Dr. Markus Safaricz, Forschungsvereinigung Feinmechanik, Optik und Medizintechnik e. V. (F.O.M.), E-Mail: info(at)forschung-fom.de, Telefon: +49 (0) 30 414021-39

 

 

Live - Preisverleihung des Otto von Guericke-Preis

28. Oktober 2020, 18:00 Uhr

In diesem Jahr ist alles anders, auch die Verleihung des Otto von Guericke-Preises der AiF. Live und in Farbe und sogar bei Ihnen zu Hause, lädt die AiF Sie herzlich dazu ein, das IGF-Projekt des Jahres zu feiern: Drei Finalisten-Teams präsentieren ihre nominierten Projekte mit besonderen Innovationsleistungen auf dem Gebiet der vorwettbewerblichen Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF). Schauen Sie rein und nehmen Sie teil – https://ovg-2020.aif.de/#/

Unser Institut tritt mit einem Projekt an, bei dem Unsichtbares sichtbar gemacht wird. Das Forscherteam um Dr. Karl Stock stellt Untersuchungen an, die der Hautkrebsfrüherkennung dienen. So erfolgen Biopsien, also die chirurgischen Entnahmen von tumorverdächtigem Gewebe, bisher meist ausschließlich auf Basis visueller Kontrollen. Optimal ist diese Methode nicht, denn dabei werden manche bösartigen Melanome übersehen bzw. nicht frühzeitig genug erkannt. Andererseits werden auch viele gutartige Muttermale unnötigerweise entfernt. Wir haben jetzt ein neuartiges Verfahren zur Hautkrebsfrüherkennung entwickelt, das die Diagnostik nicht nur präziser, sondern auch kostengünstiger und einfacher macht. Mithilfe eines multifokalen hyperspektralen Kamerasystems können Vorstufen bösartiger Melanome und kleinste Unterschiede in der Mikrostruktur des Gewebes zuverlässig detektiert werden. Dies stellt auch die Weichen für die Telemedizin.

2. Platz beim Forschungstag der Baden-Württemberg Stiftung

Der diesjährige Forschungstag fand am 20.10.2020 als Online-Veranstaltung statt. Neben Vorträgen hochrangiger Rednerinnen und Redner aus der Wissenschaft, Wirtschaft und Politik wurde das Thema „Wissenschaftskommunikation im Zeichen polarisierter Debatten“ in einem Panel diskutiert. Unser Mitarbeiter Felix Glöckler gewann beim Posterpreis den 2. Platz. Das Poster kann heruntergeladen werden.

Die Baden-Württemberg Stiftung veranstaltet den Forschungstag seit 2007 im zweijährigen Rhythmus. Es gilt dabei nicht nur, die Forschungsvorhaben zu präsentieren, die von der Stiftung unterstützt werden. Der Forschungstag ist für die Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik vielmehr eine gute Gelegenheit, sich auszutauschen und miteinander ins Gespräch zu kommen. Der Forschungstag ist die perfekte Gelegenheit, gemeinsam spannende Ideen zu entwickeln und fruchtbare neue Kooperationen anzubahnen.

Weitere Details zum Forschungstag finden Sie hier: https://www.bwstiftung.de/forschungstag/

 

Grundlegende theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Wellenfrontformung tief im biologischen Gewebe

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligt dem ILM entsprechend dem Antrag von Herrn Professor Dr. Alwin Kienle, den er zum Thema "Grundlegende theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Wellenfrontformung tief im biologischen Gewebe" gestellt hat, Investitions- und Personalmittel für 36 Monate.

Ziel des Projektes ist die erstmalige grundlegende Untersuchung der Wellenfrontformung tief in streuenden, insbesondere biologischen, Medien und deren Anwendungen basierend auf exakten und effizienten - sowohl analytischen als auch numerischen – Lösungen der Maxwellgleichungen und der Strahlungstransportgleichung. Beispielsweise soll die Fokussierung durch Wellenfrontformung systematisch in Abhängigkeit aller optischen Eigenschaften und der Tiefe des streuenden Mediums sowohl für gepulste als auch für kontinuierliche Lichtquellen charakterisiert werden. Des Weiteren sollen verschiedene Techniken, beispielsweise Korrelationsuntersuchungen mithilfe des remittierten elastisch gestreuten Lichts und des remittierten Ein- bzw. Mehrphotonen-Fluoreszenzlichts, für eine erfolgreiche und nicht-invasive Kontrolle der Bildung eines scharfen Fokus tief im streuenden Medium untersucht werden. Die theoretischen Ergebnisse sollen mit Messungen vorwiegend an optisch und geometrisch, teilweise mikroskopisch, genau charakterisierten statischen und nicht-statischen Phantomsystemen, aber auch an tierischen Ex-Vivo-Geweben validiert werden. Obige Arbeiten versprechen im Erfolgsfall eine Reihe äußerst wichtiger Anwendungen, insbesondere die Möglichkeit der mikroskopischen Bildgebung in weitaus größeren Gewebetiefen als es momentan der Fall ist.

Lasersachkundekurs 07.10.2020

Gemäß den Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für Lasermedizin müssen für die Anwendung von medizinischen Lasern entsprechende Sachkenntnisse nachgewiesen werden. Ein derartiger Sachkundekurse findet am 07. Oktober 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

Auf der richtigen Wellenlänge

Laser boomen in der Medizin und versprechen die neue Wunderwaffe zu sein. Doch wo ist der Einsatz sinnvoll, und wo nur ein Hype? Dieser Frage geht die Frankfurter Allgemeine Zeitung mithilfe von Prof. Raimund Hibst auf den Grund.

«Ein beliebtes Hilfsmittel sind Laser in der Medizin gerade deshalb, weil sie unschlagbare Vorteile haben. Prof. Dr. Raimund Hibst erklärt: Der Laserstrahl ist nahezu parallel und kann deshalb sehr scharf fokussiert werden. Außerdem ist das Laserlicht einfarbig, was durch eine Anpassung an die Gewebeabsorption ebenfalls eine Steuerung seines Wirkungsorts erlaubt. So ist es zum Beispiel möglich, in der Haut selektiv Blutgefäße zu verschließen oder am Auge die Hornhaut in ihrem Inneren abzutragen, jeweils ohne das umliegende Gewebe zu schädigen. Der Laser ist bei fachgerechter Anwendung ein äußerst präzises und schonendes Instrument.»

Meilenstein im Landesprojekt “Intelligente Diagnostik” erreicht

Nachdem In-vitro-Messungen mit Hilfe eines Laboraufbaus am ILM erste sehr vielversprechende Ergebnisse lieferten, wurde nun ein weiterer Meilenstein im Rahmen des vom Land Baden-Württemberg geförderten Projektes „Intelligente Diagnostik“ erreicht. Am 19. Mai wurde ein erster Prototyp an die Hautklinik Tübingen geliefert, womit nun In-vivo-Messungen im Rahmen einer Studie durchgeführt werden sollen. Ziel des Projektes ist eine deutliche Steigerung der Spezifität und Selektivität bei der Diagnostik von Melanomen.

www.fzi.de/aktuelles/news/detail/artikel/fuenf-institute-der-innovationsallianz-baden-wuerttemberg-erhalten-17-millionen-euro-fuer-forschung-an/

Entwicklung eines optimierten Ulbrichtkugelmesssystems zur präzisen Bestimmung optischer Eigenschaften trüber Medien

Das Ulbrichtkugelverfahren ist ein Standard-Verfahren zur Trennung von Streuung und Absorption trüber Medien. Am ILM wurde das Verfahren grundlegend theoretisch und experimentell untersucht, um die Bestimmung der optischen Eigenschaften zu verbessern. Insbesondere wird für das entwickelte Verfahren die Lichtausbreitung der Proben, beispielsweise die exakte Abstrahlcharakteristik sowie die Lichtausbreitung innerhalb der realen Kugelgeometrie, berücksichtigt. Zudem wurde das Messsystem experimentell, hinsichtlich der Übertragbarkeit auf das theoretische Modell, optimiert. Die hohe Genauigkeit des Messystems konnte durch zahlreiche Validierungsmessungen an Polystyrol-Kügelchen, molekularen Absorbern sowie mit Nanopartikeln exemplarisch gezeigt werden. Das Verfahren bietet zusammen mit der Messung der kollimierten Transmission die Basis für die Bestimmung optischer Eigenschaften weiterführender Industrie- und Forschungsprojekte.

Momentan wird der entwickelte Laboraufbau zusammen mit der Firma Gigahertz-Optik in ein kommerziell verfügbares Laborgerät überführt. www.gigahertz-optik.de/de-de/produkt/SphereSpectro%20150H

Der Entwicklungserfolg wurde in zwei Veröffentlichungen (Theorie und Experiment) in der renommierten Fachzeitschrift Applied Optics publiziert:

Florian Foschum, Florian Bergmann, Alwin Kienle "Precise determination of the optical properties of turbid media using an optimized integrating sphere and advanced Monte Carlo simulations.
Part 1: Theory." Applied Optics 59.10 (2020): 3203-3215. www.osapublishing.org/ao/abstract.cfm

Florian Bergmann, Florian Foschum, Ralf Zuber, Alwin Kienle "Precise determination of the optical properties of turbid media using an optimized integrating sphere and advanced Monte Carlo simulations. Part 2: Experiments." Applied Optics 59.10 (2020): 3216-3226. www.osapublishing.org/ao/abstract.cfm.

Führungswechsel am ILM Ulm

Am 01.04.2020 hat es am ILM einen Führungswechsel gegeben. Wegen der Corona-Epidemie fand dieser unter ungewöhnlichen Umständen statt: ohne den für solche Anlässe üblichen Festakt, aber dafür mit zusätzlichen Pandemie-bedingten Herausforderungen. Neuer und damit dritter Vorstandsvorsitzender der Stiftung für Lasertechnologien in der Medizin und Meßtechnik an der Universität Ulm ist Herr Alexander Hack. Er tritt die Nachfolge von Prof. Dr. Raimund Hibst an, der seit 2008 das Institut leitete und nun in seinen verdienten Ruhestand geht.

Mit Prof. Hibst verlässt nun ein „Urgestein“ des ILM das Institut. Er wurde 1986 kurz nach der Gründung des ILM vom damaligen Direktor Prof. Dr. Rudolf Steiner als Wissenschaftler eingestellt. Seine Forschungen zum Einsatz des Er:YAG-Lasers in der Medizin, speziell in der Dermatologie und Zahnmedizin, haben Herrn Hibst und das Institut international bekannt gemacht. Bei der Entwicklung des ersten dentalen Er:YAG-Lasers kreuzten sich die Wege des scheidenden und aktuellen Vorstandsvorsitzenden zum ersten Mal. Weitere gemeinsame Projekte folgten. „Ich freue mich, dass mein Nachfolger das ILM bereits aus der Sicht unserer Kunden kennt und große Industrieerfahrung in das Institut einbringen kann“, so Prof. Hibst zum Abschied.  

Alexander Hack studierte Maschinenbau und erlangte an der Wissenschaftlichen Hochschule für Unternehmensführung (WHU) und dem Kellogg School of Management an der Northwestern University of Chicago seinen MBA. Die Stufen seines beruflichen Werdegangs durchlief er nach einer initialen Phase von 4 Jahren Industrieberatung bei der Steinbeis Stiftung ausschließlich in der Industrie über die Funktionen Projektleitung, Entwicklungsleitung, Produktmanagementleitung, Marketingleitung, Businessunitleitung und Geschäftsführung einer Produktionsfirma mit internationaler Verantwortung. Durch einige Projekte mit externen Forschungseinrichtungen wie dem ILM konnten disruptive sowie wichtige inkrementelle Innovationen bis zum Markterfolg umgesetzt werden. Mit seiner umfangreichen Industrieerfahrung und Managementkompetenz plant das ILM seine Industrieausrichtung zu stärken und den Technologietransfer durch professionelles Projektmanagement für seine Industriekunden wirtschaftlich attraktiv zu fördern. „Ich freue mich sehr auf die neue Aufgabe und bin dankbar für das in mich gesetzte Vertrauen des Kuratoriums der Stiftung und des ILM Teams", erklärte er bei seinem offiziellen Antritt am 01.04.2020.

Bild: Prof. Raimund Hibst (li.), Alexander Hack (re.)