Scanner für den Körper

Fraunhofer-Forscher haben ein Messgerät entwickelt, mit dem sich sofort erkennen lässt, ob eine Wunde bakteriell kontaminiert ist.

Die Nachsorge im Krankenhaus ist kritisch: Auch nach einer gelungenen Operationen können sich Nähte und Wunden entzünden, den Heilprozess ausbremsen und Patienten gefährden. Deshalb ist es wichtig, dass Ärzte und Pfleger Entzündungen rechtzeitig erkennen.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) in Berlin arbeiten an einem neuartigen Wundscanner namens "IndigoSCAN", der genau dabei helfen soll. Er basiert auf dem FreshSCAN-Messgerät, das die Frische von Lebensmitteln ermittelt.

Der IndigoSCAN soll den Bakterienbefall per Laserlicht und einem miniaturisiertes Raman-Spektroskopie-Verfahren erkennen. Dabei wird die sogenannte Raman-Streuung gemessen, mit der sich Eigenschaften von Materialien ermitteln lassen. Genauer gesagt handelt es sich um die Lichtstreuung an Festkörpern und Molekülen, die Rückschlüsse auf ihren Aufbau zulässt.

Beim FreshSCAN werden Laserstrahlen auf rohes, unterschiedlich lang gelagertes Fleisch geschossen. Ein kleiner Teil der Lichtteilchen wird nicht einfach reflektiert, sondern tritt in Wechselwirkung mit den Fleischproteinen und den Molekülen der Bakterien: Es kommt zu einer Energieübertragung, sodass sich die Wellenlänge des zurückgestreuten Laserlichts ändert – je nach Zustand des Fleisches in charakteristischer Weise. Ob der IndigoSCAN genauso arbeitet, verraten die IZM-Forscher allerdings bislang nicht.

Zusätzlich zum Laser-Raman-Messgerät eingebaut ist auch eine kompakte Kamera, mit der sich dreidimensionale Bilder einer Wunde erstellen lassen, um den Heilungsprozess zu dokumentieren. Die Daten kann der Patient per Internet an seinen Arzt schicken, der daraufhin eine neue Diagnose stellen und Anweisungen zur weiteren Behandlung geben kann.

Viel Strom braucht der IndigoSCAN nicht: Er ist laut IZM sogar spezifisch für die häusliche Nutzung konzipiert. Als nächstes soll nun eine Internet-Anbindung integriert werden, über die die Fotos dann an ein Wunddatenmanagementsystem geschickt werden könne. Dort wertet sie dann gegebenenfalls ein Fachmann aus. Die Markteinführung des Wundscanners ist für Ende nächsten Jahres geplant.

Neben IndigoSCAN und FreshSCAN arbeiten die IZM-Forscher auch noch an einem dritten Gerät, dem RF-KombiSCAN. Dieser kann Anzahl der Bakterien in einer Probe ebenso ermitteln wie deren Stamm. Das soll aufwendige Labortests sparen.

Dr. Volker Großer, Projektverantwortlicher am IZM, meint, dass es noch zahlreiche Einsatzmöglichkeiten für das Verfahren geben wird. "Ich sehe, dass die Infrastruktur und Technik vorhanden ist, um Geräte wie den FreshSCAN oder IndigoSCAN nutzbar zu machen", sagte er in einem Interview mit der Hauszeitschrift des Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik.

"Der Gammelfleischskandal und das zunehmende Konsumentenmisstrauen machen es überaus attraktiv, die Lebensmittelindustrie mit einer neuen Erfindung wie dem Handgerät zur Lebensmittelanalyse, auszustatten."

Die Idee bekam das IZM-Team durch einen Blick auf den Consumer-Bereich, in dem Tablets und Smartphones mittlerweile Cloud-Anwendungen nutzen können. "Vor allem in der Lebensmitteltechnik, der Medizintechnik, aber auch im Bereich der Sicherheitstechnik sind noch viele Möglichkeiten ungenutzt."

Das FreshSCAN-Projekt lebe zum Beispiel davon, dass der Scanner zu jedem Stoff einen Fingerabdruck erstellen könne, "und dann in der Cloud nach passenden Informationen sucht und so den Fingerprint der entsprechenden Substanz zuordnet".

Die Technik kombiniert also die Analyse vor Ort mit einer Abfrage einer wesentlich größeren Datenbank, die große Serverleistung einsetzen kann. "Die Informationen sind da, wir müssen sie nur nutzen und von einem Gerät wie dem Freshscanner verarbeiten lassen." (bsc)