Bachelorstudiengang Medizintechnik

Kompetenzfeld Optik in der

Medizintechnik

Optik in der Medizintechnik - Was ist das ?

Optische Instrumente:

Operationsmikroskop

Endoskop

Ophthalmologie / Auge

Mikroskop

Optische Diagnose:

Optische Kohärenztomographie

Spektroskopie

Fluoreszenzdiagnostik

Optische Sensorik

Licht als Werkzeug:

Optische Pinzette

Photodynamische Therapie

Laser / Lasik

Optik in der Medizintechnik - Trends

Kombination von Methoden und Instrumenten & Miniaturisierung

- Endoskop

- 3D-Bildgebung

- Fluoreszenz

- OCT

- Behandlung (Laser)

Laser, Laser, Laser

- Neurochirurgie

- Orthopädie

OCT

-schneller

-genauer

-tiefer

Optik in der Medizintechnik - Trends

Endomikroskopie (Endoskop und Mikroskop in Einem)

Histologie in Vivo

Konfokale Mikroskopie

Spektrale Bildgebung

z.B. CARS (kohärente anti-

Stokes Raman Streuung)

Optik in der Medizintechnik - Trends

Mikrofluidik und Optik

- Identifikation

- Separation (Laser)

Optik in der Medizintechnik - ITO-Beispiele

Optische Pinzette / Phasenkontrast

Manipulation von Licht mit

aktiven optischen Elementen:

• Beleuchtung

• Bildfehler

• Phasenkontrast

Optik in der Medizintechnik - ITO-Beispiele

Digitale Holographie – 3D-Erfassung von Zellen

Intensity 10 µm Phase

3D phase profile

Optik in der Medizintechnik - ITO-Beispiele

Hyperspektrale Bildgebung

(Doktoranden-Projekt mit Siemens)

Optische (Spektroskopische)

Differenzierung von Gewebe

ohne Marker

Optik in der Medizintechnik - ITO-Beispiele

Miniaturisiertes OCT und Zoomsystem

(BW-Stiftung zusammen

mit IMTEK Freiburg)

Verwendung von Flüssigkeitslinsen

für Zoom-Funktionalität

OCT-Scan und Bildgebung

Abb.1: Schematische Darstellung des geplanten hybriden Aufbaus

Abb. 2: Fotografie einer Sonde mit drei Axikonen zur Erzeugung von Besselstrahlen

Optik in der Medizintechnik - ITO-Beispiele

Mikroskop für flüssige Emulsion

(Zusammen HS-Mannheim )

Abbildung von Zellen in Bioreaktoren

Hohe Auflösung & Robustheit

(Zellauflösung, 100°C , 1bar)

09:49:31

Doublet NA 0.75 Scale: 37.00 ORA 06-Dec-12

0.68 MM

Optik in der Medizintechnik - ITO-Beispiele

LED-Operationsleuchten

(Zusammen SIMEON Medical - Tuttlingen )

LED-basierte Operationsleuchten

Weiterentwicklung: Funktion, Kosten

Überblick: Ausbildung im Bereich Optik

Grundlagen der Optik

(4. Sem)

Kompetenzfeld “Optik in der Medizintechnik”

Überblick über

“Optische Systeme in der

Medizintechnik”

Einführung in das

“Optikdesign”

Seminar und Übungen zur

biomedizinischen Optik

Spezialisierungsfach “Optik” im M.Sc. Medizintechnik

Opt. Messtechnik Laser & Beleuchtung

Systementwicklung

Advanced Design

Module des Kompetenzfelds ……

Das Kompetenzfeld besteht aus drei Modulen:

Moduldauer: 1 Semester (alle im WS)

Optische Systeme in der Medizintechnik Prof. Dr. A. Herkommer

Vorlesung 2SWS

Übung 2SWS

Optik-Design Dr. C. Menke (Carl Zeiss)

Vorlesung (mit integrierten Übungen) 2SWS

Aktuelle Themen und Geräte der biomedizinischen Optik Prof. Dr. A. Herkommer

Seminarvorträge und Übungen 2SWS

Lehrinhalte der Module

Optische Systeme in der Medizintechnik Prof. Dr. A. Herkommer

Aufbau optischer Systeme in der Medizintechnik

Grundgrößen optischer Systeme

Moderne Mikroskopie-Methoden

Ophthalmologie / Auge

Lasersysteme / Lichtquellen

Spektroskopische Methoden

Detektoren

Lehrinhalte der Module

Optik Design Dr. C. Menke

Grundlagen der geometrischen Optik

Bildfehler und deren Korrektur

Bewertung der Abbildungsgüte

Typen optischer Systeme

(Foto, Mikro, Scan, Zoom)

Praktische Design-Übungen

mit Optikdesign-Software

Lehrinhalte der Module

Aktuelle Themen und Geräte der biomedizinischen Optik

Prof. Dr. A. Herkommer

Vorstellung aktueller Themen und Geräte der biomedizinischen Optik

(Systemkonzepte, Limitationen)

Studentische Seminarvorträge zu aktuellen Themen / Systemen

Praktische Übungen (z.B. Mikroskopie-Technik, Augenspiegel)

Labor-Besichtigungen ITO (3D-Messtechnik, Holographie, etc.)

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KW Montag Mittwoch Donnerstag42 - - V1: Überblicksvorlesung

43 V2: Geometrische Optik entfällt Praktikum / Übung

44 V3: Grundlagen opt. Systeme Übungen entfällt (Allerheiligen)

45

V4: Mikroskop inkl. Beleuchtung

Übungen Praktikum / Labor

46 V5: Kontrast, MTF Übungen Praktikum / Labor

47 V6: Moderne Mikroskopie Übungen

S1: Chromatisch Konfokales-Mikroskop

S2: Strukturierte Beleuchtung

48 V7: Fluoreszenzmethoden Übungen

S3: Fluoreszenz Tumorlokalisation

S4: STED/PALM

49 V8: Endoskope Übungen

S5: Kapsel-Endoskopie

S6: OCT-Endoskopie

50 V9: Stereomikroskop Übungen Praktikum / Labor

51 V10: Spektroskopie, Hyperspektral Übungen

S7: Hyperspektrale Bildgebung

S8: spektrale Krebsdiagnose

2 V11: Moderne Ophtalmologie Übungen Exkursion

3 V12: Lasersysteme Übungen

S9: Moderne Augenvermessung

S10: Optische Pinzette

4 V13: Optische Messtechnik Übungen Praktikum / Labor

5 V14: Detektoren, Rauschen Klausurvorbereitung Klausurvorbereitung

6 Klausur

Themen 2012

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Feedback 2012

… und dann ?

Bachelorarbeiten am Institut für Technische Optik (ITO)

Mikroskop-Beleuchtung

Vermessung Mikroskop

Tatoo-Entfernung

Low-Cost Totalreflexions Mikroskop

Master „Medizintechnik“ an der Universität Stuttgart

Spezialisierungsfach „Optik und Bildgebung“

Masterarbeit am ITO

Optical Design & Simulation – Kooperationen

„Stiftungs-Professur“

Cooperations

Berufsfeld: was kann ich später damit machen?

Entwicklung optischer Systeme

Entwicklung optischer Methoden

(Therapie / Diagnose

Bildgebung)

Anwendung optischer Systeme

Marketing optischer Systeme