Mobile optische Kohärenztomographie für die Augenuntersuchung

In den kommenden fünf Jahren wird ein Forschungsteam, bestehend aus Ingenieuren und Wissenschaftlern europäischer Institutionen und Unternehmen, ein tragbares ophthalmologisches Bildgebungsgerät für die mobile und kostengünstige OCT entwickeln. Das Instrument basiert auf der Technologie der integrierten Photonik und soll im Allgemeinen Krankenhaus der Stadt Wien getestet werden.

Ziel des Projekts ist es, die etablierte OCT-Bildgebungstechnologie in mobile Geräte zu integrieren und damit solche medizinischen Augenuntersuchungen direkt und unmittelbar beim Patienten zu ermöglichen. So können Diagnostik und Behandlung verschiedener Augenkrankheiten direkt am Patientenbett mit dem sogenannten Point-of-Care-Testing unterstützt werden. Beispielweise könnten die altersbedingte Makula-Degeneration (AMD), die diabetische Retinopathie und das Glaukom, die zusammen die weltweit dominierenden Ursachen für eine Erblindung sind, mit patientennahen Lösungen behandelt werden. Die mit dem Projekt anvisierten Diagnostik-Geräte werden sehr kompakt, was wiederum die Herstellungskosten senkt und zugleich Benutzerfreundlichkeit und Einsatzbandbreite der optische Kohärenztomographie erhöht. Diese Innovation kann die augenärztliche Versorgung, insbesondere die Point-of-care-Diagnostik und diagnose-gesteuerte Therapien erheblich verbessern und zugleich die Gesundheitssysteme entlasten.

Integrierte Photonik für mobile Applikationen

In gleicher Weise wie die integrierte Elektronik die Tür zu kompakten und mobilen elektronischen Geräten für eine breite Palette von Anwendungen öffnete, hat die integrierte Photonik das Potenzial, vielseitige neue Anwendungen auf kleinstem Raum zu ermöglichen, beispielsweise die mobile medizinische Bildgebung. In der Augenheilkunde ist die optische Kohärenztomographie bereits eine etablierte Bildgebungstechnik mit breiten klinischen Einsatzmöglichkeiten. Durch ein hohes Maß an Integration kann diese Technologie von der deutlich kompakteren Gestaltung und der damit verbundenen Kostensenkung substanziell profitieren. Kombiniert mit einer hohen Benutzerfreundlichkeit wird ein neues Leistungsniveau erreicht. OCT hat gute Chancen, den Schritt von einem stationären, klinischen zu einem Bildgebungsinstrument für den Point-of-Care zu vollziehen. Das tragbare OCT-Gerät könnte zentral für die Augenversorgung der Zukunft werden, insbesondere mit Blick auf die Herausforderungen einer alternden Gesellschaft.

Ingenieure und Wissenschaftler kooperieren mit Ärzten

Das Forschungprojekt "Handheld optical coherence tomography", kurz HandheldOCT, wird von der Medizinischen Universität Wien geleitet. Das Projekt besteht aus sieben Partnern aus vier europäischen Ländern und wird mit 6 Millionen Euro aus dem EU-Forschungsprogramm Horizon 2020 unterstützt.

Die Projektpartner haben eine echte technische Herausforderung zu meistern. Gelingt dies, so kann eine gut etablierte optische Bildgebungstechnologie deutlich mobiler für die medizinische Versorgung genutzt werden. Um das Potenzial und die Nutzbarkeit der mobilen Technologie zu bewerten, wird sie im Projektteam gemeinsam entwickelt und von Ärzten und Wissenschaftlern der Medizinischen Universität Wien vergleichend bewertet. Im Erfolgsfall kann das Projekt einer etablierten medizinischen Anwendung den Weg bereiten in den breiten mobilen Einsatz für die patientennahe Versorgung zuhause oder in der klinischen Praxis.

Die Projektpartner

In diesem Projekt kooperieren Forscher aus einer Universität, zwei Forschungseinrichtungen und vier Unternehmen. Das technologische Herzstück des Projekts, der integrierte photonische Chip, wird von Forschern des AIT und von imec entworfen und in der CMOS-Pilotlinie von imec realisiert. Das Packaging und die Schnittstellenanpassung des Chips werden von Mitarbeitern des Tyndall National Institute realisiert, wobei auch die von Nanoscribe entwickelte Mikrofabrikation zum Einsatz kommt, bei der Freiform-Optiken direkt auf integrierte Chips gedruckt werden. Darüber hinaus entwickeln die Forscher von Innolume eine neuartige akustisch abstimmbare Lichtquelle als weitere Schlüsselkomponente. Sowohl der integrierte photonische Chip als auch die Lichtquelle sind in ein ophthalmologisches Prototypsystem integriert, das in einer Hand gehalten werden kann. Der Prototyp wird von Carl Zeiss mit Unterstützung von Forschern der Medizinischen Universität Wien entwickelt und realisiert. Das resultierende mobile System erfordert ein hohes Maß an Integration und Miniaturisierung der gesamten Optik, Mechanik und Elektronik. Damit erfüllt es die Voraussetzungen für eine klinische Evaluierung an der Medizinischen Universität.

Projektpartner

• Medizinische Universität Wien, Österreich
• Tyndall National Institute, Irland
• imec, Belgien
• AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Österreich
• Innolume GmbH, Deutschland
• Nanoscribe GmbH, Deutschland
• Carl Zeiss AG, Deutschland