pv_information_08_2010

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5.Mai 2010
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Der Gesundheit zuliebe - Kameras, kleine Medizinwunder!
pv 8/2010
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Fotografische
Verfahren
und
Produkte,
wie
zum
Beispiel
Röntgenbilder, haben im medizinischen Bereich schon immer eine
wichtige Rolle gespielt. Gerade die Digitalfotografie und die vielen
Möglichkeiten, die neue Softwareentwicklungen heute bieten, haben
auch der Medizin neue Impulse gegeben. Das betrifft sowohl die
Erkennung als auch die Erkennung als auch die Therapie von
Krankheiten.
Highspeed-Kamera für Endoskopie
Zu den neuen Diagnosemethoden gehört die vom Fraunhofer Institut
entwickelte
Highspeed-Kamera
einsetzbare
Hochgeschwindigkeitsaufnahmesystem
Untersuchung
von
für
Endoskopie.
Stimmlippenschwingungen
Das
wird
klinisch
für
eingesetzt.
die
Die
Stimmlippen von Menschen schwingen im Normalfall beim Sprechen
mit einer Grundfrequenz von etwa 120 Hz bei Männern und 250 Hz bei
Frauen. Menschen können nur Bildfolgen von bis zu 25 Einzelbildern
pro Sekunde differenziert wahrnehmen. Für die Diagnose von
funktionellen
Stimmstörungen
ist
die
Analyse
der
Stimmlippenschwingungen notwendig. Um diese klinisch untersuchen
zu können, bedurfte es einer Methode mit der die schnellen
Bewegungsabläufe
im
Kehlkopf
entsprechend
hoch
frequent
aufgenommen und verlangsamt wiedergegeben werden können. Das
moderne Hochgeschwindigkeitssystem für
diese Untersuchungen
besteht aus einem Kamerakopf, einer Kamerasteuerung sowie einer
Schnittstelle zu einem kombinierten Steuerungs-, Archivierungs- und
Auswertungsrechner. Das Kamerasystem kann in zwei Aufnahmemodi
betrieben werden. Im sogenannten Highspeed-Modus mit einer
Auflösung 256 x 256 Bildpunkten in Farbe. Bei 2.000 Bilder/s beträgt
die Aufnahmezeit vier Sekunden, bei 4.000 Bilder/s zwei Sekunden. Im
…/2
Blatt 2
HRES
5.Mai 2010
(High-Resolution)-Modus
bietet
das
Kamerasystem
eine
Auflösung von 512 x 384 Bildpunkten in Farbe und eine Aufnahmezeit
von 2,6 Minuten bei 25 Bilder/s. Gleichzeitig können über den
Mikrofoneingang
abgespeichert
zusätzlich
werden.
Audiodaten
Synchron
zur
aufgenommen
Audioaufnahme
und
wird
die
Grundfrequenz des Signals gemessen und angezeigt.
Fotoreise durch den Körper
Die Miniaturisierung von Kameras hat in der Medizin auch ganz neue
Einsatzgebiete erschlossen. Ein großer Fortschritt in der Medizin ist die
Kamera zum Schlucken. Auch Magen- und Darmspiegelungen zeigen
bei Patienten oft kein Ergebnis, wobei die Minikameras auch kleinste
Fehlbildungen von Gefäßen oder blutenden Geschwüren im Darm
aufspüren können. Hinzu kommt, dass der Dünndarm für die klassische
Schlauchendoskopie in seiner ganzen Länge schwer zugänglich ist.
Patienten wissen außerdem zu schätzen, dass die kleine Kamera ganz
unkompliziert geschluckt werden kann. In rund acht Stunden wandert
die Kapsel durch den Verdauungstrakt. Die Funkbilder aus dem Darm
werden je nach Position an ein externes Speichersystem gesendet.
Auch hier ist die Entwicklung keineswegs stehengeblieben. Das
Fraunhofer Institut hat in Zusammenarbeit mit britischen Forschern die
Minikamera weiterentwickelt. Durchliefen die Kameras bisher den
Körper unkontrolliert und machten dabei pro Sekunde zwei bis vier
Bilder, können sie jetzt gezielt gelenkt und auch angehalten werden.
Beispielsweise kann man sie in der Speiseröhre anhalten, nach oben
und unten bewegen oder auch drehen, um immer wieder einen neuen
Blickwinkel zu bekommen. Die Steuerung funktioniert über eine
Magnetvorrichtung, die der Arzt in der Hand hält und am Körper des
Patienten auf und ab bewegt.
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Blatt 3
5.Mai 2010
3D-Datatomografie
Genauer als beim Ultraschall oder bei Röntgenaufnahmen funktioniert
die 3D-Kamera, die der schwedische Mediziner Anders Persson
entwickelt hat. Die Kamera fotografiert den Menschen von außen und
kann dabei das Innere wie Knochen, Venen, Adern, Muskeln und
Nerven
zeigen.
Das
neue
Verfahren
mit
dem
Namen
3D-
Datatomografie erschließt eine Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten. So
werden Ärzte mit dieser Kamera innere Verletzungen genauesten
diagnostizieren können, ohne dafür den Körper öffnen zu müssen. Das
Bild kann dafür dann am Computer nach allen Seiten gedreht werden.
Seine Anwendung kann die 3D-Datatomografie auch in der Pathologie
finden, wo dank dieser Methode Leichen für die Obduktion nicht mehr
aufgeschnitten werden müssen. Anders Persson wurde für die
Entwicklung mit dem jährlich an Wissenschaftsfotografen vergebenen
Lennart Nilsson Award ausgezeichnet.
Diagnosevorschlag vom Computer
Als objektive Diagnoseunterstützung wird vom Fraunhofer Institut eine
automatische, bildbasierte Gewebeerkennung als Ergänzung zur
konventionellen Biopsie entwickelt. Mittels hoch auflösender Kameras
werden texturelle, morphologische, farbliche und gegebenenfalls
funktionelle Parameter zur Charakterisierung der Gewebe erfasst.
Durch
Nutzung
neuartiger
Verfahren
zur
Bildanalyse
und
Bildinterpretation ist es somit möglich, entartetes Gewebe oder
Vorstufen solcher Veränderungen frühzeitiger als bisher zu erkennen
und einen Diagnosevorschlag zu erstellen. Das automatische Auffinden
ähnlicher Referenzbilder anhand des Bildinhaltes unterstützt die
Diagnose.
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Blatt 4
5.Mai 2010
Kamera im Auge
Kaum zu glauben ist das Projekt „Eyeborg“, das einem kanadischen
Filmemacher eine Augenprothese mit Minikamera bescherte. Er hatte
als Kind bei einem Unfall ein Auge verloren. Jetzt hat er vor, einen Film
aus seiner persönlichen Perspektive zu drehen und sich dafür eine
Minikamera in sein Auge einsetzen lassen. Die Kamera soll die Bilder
dann drahtlos übertragen können. Hintergrund für dieses Experiment ist
vor allem ein künstlerischer Aspekt. „Ich möchte einen Film machen,
der Überwachung und Privatsphäre zum Thema hat“, äußerte sich der
Filmemacher. Inspiriert wurde er zu diesem Projekt durch die
Minikameras in Mobiltelefonen. Die technische Umsetzung war
allerdings nicht einfach: Der Kamerasensor wird auf eine kleine Platine
gesetzt. Gemeinsam mit einer Batterie und dem Transmitter wird sie in
ein Gehäuse integriert, das nicht größer ist als ein künstliches Auge ist.
Die Videosignale werden von einem Receiver empfangen und können
somit aufgezeichnet werden. Das hierzu nötige Equipment haben die
Techniker
schon
funktionieren
fertig
bereits,
gestellt.
nur
das
Die
einzelnen
Gesamtsystem
Komponenten
muss
noch
zusammengesetzt werden.
Medizinische Imaginggeräte helfen nicht nur, Krankheiten zu
erkennen und zu behandeln, sie sind inzwischen auch zu einem
wichtigen Wirtschaftsfaktor der Fotoindustrie geworden, die auch an der
Weiterentwicklung dieser Sparte nicht unwesentlich beteiligt ist.
pv
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