Mikroscanner sind kleinste optische Bauelemente, die in der Lage sind, winzige Spiegel um eine oder mehrere Achsen auszulenken, um ein sehr schnelles und präzises Scannen oder Projizieren zu ermöglichen. Durch ihre Größe, ihr geringes Gewicht und die hohe Energieeffizienz eignen sie sich für den mobilen Einsatz in der Medizin. Weitere Vorteile der Mikroscanner sind die im Bauelement integrierte Positionssensorik, die mögliche Adaption hochreflektierender Verspiegelungen und die ausschließliche Verwendung einkristallinen Siliziums für die mechanisch beanspruchten Elemente.
Die am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS Dresden entwickelten Mikroscanner weisen eine Schockfestigkeit von mindestens 2500 g auf. Bei entsprechender staub- und feuchtigkeitsdichter Verkapselung sind sie wartungsfrei und können für einen Temperaturbereich von etwa –40 bis +200 °C ausgelegt und betrieben werden.
Im eigenen Reinraum entstehen zertifizierte Mikroscanner
Die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten von Mikroscannern in der Medizin umfassen unter anderem die Bildaufnahme für medizinische Endoskope, die konfokale Mikroskopie, Fluoreszenzmikroskopie, Spektroskopie sowie die Ophthalmologie. Aufgrund der zahlreichen Einsatzmöglichkeiten von Mikroscannern in der Medizintechnik konnten sich in den letzten Jahren viele Entwicklungen des Fraunhofer IPMS bei mehreren Partnern in der Praxis qualifizieren.
So wurden bereits vor einigen Jahren doppelresonante MEMS-Scanner entwickelt, die das Herzstück eines kompakten Röntgenfolienscanners für die digitalisierte Zahnmedizin sind. Dei Abkürzung MEMS steht für Micro-Electro-Mechanical Systems. Die Mikroscanner werden im IPMS-eigenen Reinraum in einer Pilotfertigung bis zu einigen 1000 Stück pro Jahr qualifiziert für das Kundenprodukt hergestellt. Die Montage auf einem eigens entwickelten Bauelementträger mit integrierter Elektronik und anschließendem Test wird auch am Fraunhofer IPMS durchgeführt. Qualität nach Industriestandard garantiert die Zertifizierung des Instituts nach ISO 9001.
Ein weiteres Beispiel: Für den dänischen Medizinproduktehersteller Norlase entwickelten die Fraunhofer-Experten Laserscanner, die in der Ophthalmologie zur Behandlung von Netzhaut- und Glaukom-Patienten verwendet werden. Durch die MEMS-Scanner sei laut Anwnder eine unerreichte Miniaturisierung des Systems und eine höhere Auflösung möglich.
Mikroscanner des Fraunhofer IPMS in der Mikroskopie
Auch in der medizinischen Mikroskopie finden Mikroscannerspiegel zahlreiche Anwendungen. Dank optischer Kohärenztomografie können die Oberflächen- und Tiefenstruktur von Objekten mit einer Auflösung im Mikrometerbereich analysiert werden. Die IPMS-Mikroscannerspiegel ermöglichen damit eine neue Art der Erfassung von Umgebungsparametern und sind beispielsweise Herzstück eines neuen Laser-Scanning-Mikroskops zur Tumorabgrenzung.
Damit sollen Krebsoperationen schneller, präziser und sicherer werden: Noch im Operationssaal lässt sich mithilfe des Mikroskops das Gewebe untersuchen, aus dem der Tumor gerade herausgeschnitten wurde. Ein vorher aufgebrachter Fluoreszenz-Marker macht alle Krebszellen sichtbar, die nach dem Schnitt eventuell noch zurückgeblieben sind. Diese lassen sich dann restlos und präzise entfernen. Das umliegende Gewebe wird dabei geschont, da es sich im Mikroskop-Display genau erkennen lässt. (su)
