Claus-Stefan Friedrich - Photoakustik mit Halbleiterlasern

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Produktbeschreibung

Unter dieser Überschrift veröffentlichte 2006 der Vorstandsvorsitzende der Kassenärztlichen Bundesvereinigung zusammen mit einem Kollegen einen Artikel über die Kosten des deutschen Gesundheitssystems in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung. In der Tat sind viele der heutigen Diagnosegeräte sehr teuer und aufwendig im Unterhalt. Daher ist die Akzeptanz einer neuen Diagnosemethode eng mit ihrer Wirtschaftlichkeit verknüpft. Dies ist sicherlich ein Grund, weshalb die photoakustischen Abbildungsmethoden, trotz beachtlicher Laborerfolge, noch nicht im medizinischen Alltag angekommen sind. Dabei stellt die Photoakustik eine sinnvolle Erweiterung der in der Medizin vielfach eingesetzten Ultraschalldiagnostik dar. Die Photoakustik kombiniert zwei Teilbereiche der Physik: Die Optik und die Akustik. Durch den photoakustischen Effekt wird auf eine Probe eingestrahltes Licht in eine akustische Welle umgewandelt. Diese Kombination ermöglicht es Probeninformationen zu erhalten, die mit rein optischen bzw. rein akustischen Messmethoden nicht zugänglich wären. Handelt es sich beispielsweise bei der untersuchten Probe um ein optisch streuendes Medium, so ist mit optischen Messmethoden zwar ein guter optischer Kontrast erreichbar, die Auflösung des aufgenommenen Bildes ist jedoch für größere Eindringtiefen durch die Streuung drastisch reduziert. Auf der anderen Seite ermöglicht die Ultraschallbildgebung hochauflösende Bilder von optisch streuenden Proben, ohne jedoch den optischen Kontrast der Probe wiedergeben zu können. Die photoakustische Bildgebung verbindet den optischen Kontrast einer Lichtanregung mit der Auflösung des akustischen Empfangssystems. Trotz dieser für biomedizinische Anwendungen höchst nützlichen Bildgebungseigenschaften wurde die Photoakustik zunächst in erster Linie für Gasuntersuchungen eingesetzt [2]. Seit der Entwicklung leistungsstarker Laserlichtquellen erschließt sich die Photoakustik zunehmend auch biomedizintechnische Anwendungsgebiete. In der Biomedizintechnik besteht ein photoakustisches Messsystem typischerweise aus einem Riesenimpulslaser und einem Ultraschallgerät. Die Abbildung des optischen Kontrastes im Ultraschallbild durch die Photoakustik kann beispielsweise zur Tumordetektion im Gewebe genutzt werden. Insbesondere für Reihenuntersuchungen (_Screening_) wären photoakustische Messungen besser geeignet als Röntgenuntersuchungen, da bei der Photoakustik keine ionisierende Strahlung zum Einsatz kommt. Daher sind photoakustische Verfahren deutlich schonender für den Patienten. Die häufigste Krebsart bei Frauen weltweit ist der Brustkrebs [3]. Durch Mammographie-Screenings kann bei dieser Krebsart die Sterblichkeitsrate reduziert werden [4], [5]. Ein erster Prototyp für ein photoakustisches Mammographie-Messgerät wurde bereits in [6] vorgestellt.