Brustkrebs-Diagnose in Echtzeit

Die Entwicklung von effizienten und schonenden Methoden zur Diagnose von Brustkrebs auf Basis von Blut steht im Fokus der neuen Arbeitsgruppe »Nanozelluläre Wechselwirkungen« am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP. Geleitet wird die Gruppe am Standort CAN in Hamburg seit dem 1. Juli 2020 von Dr. Neus Feliu Torres. Sie ist eine von fünf »High Potentials«, die Fraunhofer 2019 mit seinem »Attract«-Programm gewinnen konnte. Mittels der »Liquid Biopsy«-Verfahren, die sie im Projekt LIBIMEDOTS entwickeln möchte, sollen bei Brustkrebspatientinnen u. a. Krankheitsstatus und Krankheitsverlauf in Echtzeit verfolgt werden können.

Vielfarbige Bildgebung mit magnetischen Nanopartikeln

Ein neuartiges bildgebendes Messgerät wurde in der Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Freiburg Anfang August in Betrieb genommen. Das sogenannte Magnetic Particle Imaging-System (MPI) macht sich die magnetischen Eigenschaften winziger, nur wenige Nanometer großer Eisenoxidpartikel zunutze. Diese Nanopartikel nehmen an Blutfluss und Stoffwechsel teil, ohne die Körperfunktionen zu stören. Die Besonderheit des MPIs: Es kann gleichzeitig verschieden Typen von Nanopartikeln messen.

Metalle aus Endoprothesen können sich im Knochen ablagern

Eine Forschungsgruppe der Charité – Universitätsmedizin Berlin konnte mit Hilfe hochkomplexer Analysemethoden detailliert nachverfolgen, wie verschiedene Metalle aus Endoprothesen freigesetzt werden und sich im umliegenden Knochengewebe anreichern. Auch unabhängig von mechanischer Belastung kann es – anders als bisher angenommen – aus verschiedenen Prothesenteilen zu einer ständigen Freisetzung von Metallen kommen. Die im Fachmagazin Advanced Science* veröffentlichen Erkenntnisse sollen helfen, die Materialien von Implantaten zu optimieren und ihre Sicherheit zu erhöhen.

Angriffsbasierte Automatisierung von Security-Testing für IoT-Anwendungen

In einem aktuellen Forschungsprojekt, das im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert wird, entwickelt ein fünfköpfiges Konsortium eine neue Methode zur Absicherung von IoT-Anwendungen. Hintergrund ist die zunehmende Vernetzung elektronischer Geräte zum sogenannten Internet of Things (IoT) und die daraus resultierenden Herausforderungen für den Schutz dieser Systeme.

Studie zur Schaufensterkrankheit bestätigt Nutzen und Sicherheit Paclitaxel-beschichteter Ballonkatheter

Die von Radiologen des Universitätsklinikums Jena geleitete EffPac-Studie verglich die Katheterbehandlung mit beschichteten und unbeschichteten Ballons bei Gefäßverschluss am Oberschenkel. Im Ergebnis der multizentrischen Studie erweisen sich die Wirkstoffbeschichtungen als überlegen. Die vollständige Überprüfung der Studienkohorte zwei Jahre nach der Intervention ergab zudem keine erhöhte Sterblichkeit durch die Wirkstoffbeschichtung.

Robuste Datenübertragung

Krebs kann immer erfolgreicher behandelt werden – auch dank hochpräzisen Bestrahlungsgeräten. Die Varian Medical Systems Imaging Laboratory GmbH entwickelt Geräte, mit denen auch Tumore bestrahlt werden können, die sich mit der Atmung bewegen, wie zum Beispiel Lungenkrebs. Alle Komponenten der Maschinen werden umfangreichen Tests unterzogen – der Access Point Scalance W774-1 von Siemens hat sie…

Gewissheit in nur 15 Minuten

Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM entwickeln mit Projektpartnern aus der Industrie und dem Gesundheitswesen eine handliche Sensorplattform auf Graphenoxid-Basis, die es ermöglicht, in wenigen Minuten akute Infektionen wie eine Sepsis oder auch Antikörper gegen das Coronavirus zu detektieren.

Innovatives Bildgebungsverfahren bei Patienten mit Bewegungsstörungen erstmals eingesetzt

Forscher der Nuklearmedizin und Neurologie der Universitätsmedizin Leipzig testeten erstmals erfolgreich das bildgebende Verfahren eines sogenannten tau-PET-Tracers bei der sehr seltenen Erkrankung des Gehirns namens progressive supranukleäre Blickparese. Die krankhaften Eiweißablagerungen konnten nun schon zu Lebzeiten eines Patienten mittels spezieller tau-Protein-Positronen-Emissions-Tomografie (PET) im Gehirn nachgewiesen werden, was wiederum die sehr schwierige Diagnose erleichtert. Die neuen Erkenntnisse sind jetzt in der renommierten Zeitschrift JAMA Neurology veröffentlicht worden.

Forscher optimieren neuronale Netze auf einem vom Gehirn inspirierten Computersystem

Neuronale Netzwerke, sowohl biologischer Natur als auch in der künstlichen Intelligenz, verteilen Berechnungen auf Neuronen, um komplexe Aufgaben zu lösen. Neue Forschungen zeigen nun, wie sogenannte „kritische Zustände“ genutzt werden können, um künstliche neuronalen Netze zu optimieren, die auf neuromorpher, vom Gehirn inspirierter Hardware laufen. Die Studie wurde von Wissenschaftlern der Universität Heidelberg im Rahmen des Human Brain Project (HBP) zusammen mit Forschern des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) durchgeführt und im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.

Nano-Hüllen sollen Viren einschließen und neutralisieren

Heutige antivirale Medikamente wirken durch kleine Moleküle, die für einzelne Viren typische Proteine oder Enzyme angreifen und außer Betrieb setzen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts VIROFIGHT, das von der Technischen Universität München (TUM) koordiniert wird, wollen nun Forschende nanometergroße Hüllen entwickeln, die die Viren einschließen und dadurch neutralisieren können. Dieser neuartige Ansatz könnte es möglich machen, verschiedenartige Viruserkrankungen wie COVID-19, HIV-Infektionen, Influenza oder Hepatitis B mit ein und demselben Ansatz zu behandeln.

Erste synchronisierte MRT-Schnittstelle zwischen Injektor und Scanner vor

Bayer und Siemens Healthineers präsentieren auf dem diesjährigen Europäischen Kongress für Radiologie (ECR) 2020, der erstmals virtuell vom 15. bis 19. Juli stattfindet, das Imaging System Interface (ISI) für die Magnetresonanztomographie (MRT). ISI ist eine gemeinsame Hardware- und Softwareentwicklung von Bayer und Siemens Healthineers und die erste Injektor-Scanner-Schnittstelle für MRT-Untersuchungen. Sie synchronisiert das MR-Injektionssystem MEDRAD® MRXperion von Bayer und den MR-Scanner von Siemens Healthineers.

Dank KI lernen Roboter das Montieren

Für Montageaufgaben ist die flexible Roboterprogrammierung bislang noch aufwendig. Dies zu verbessern, ist das Ziel des am 1. Juli 2020 gestarteten Forschungsprojekts »Rob-aKademI«. Die darin genutzten Technologien, allen voran das Maschinelle Lernen, sollen die Programmierung erleichtern und autonomer machen.

Implant: Reduzierung der Komplikationen nach der OP

Neue Beschichtungen auf Implantaten könnten dabei helfen, diese verträglicher zu machen. Forscherinnen und Forscher der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) haben ein Verfahren entwickelt, um entzündungshemmende Stoffe auf die Implantate zu bringen und so unerwünschte Entzündungsreaktionen im Körper zu hemmen. Ihre Studie erschien kürzlich im „International Journal of Molecular Sciences“.

Maligne Lymphknoten per Ultraschall diagnostizieren

Die Sonographie ist eines der wichtigsten bildgebenden Verfahren, auch in der Diagnostik von Krebserkrankungen. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD entwickeln eine digitale Plattform, die bösartig veränderte Lymphknoten im Hals-Kopf-Bereich in Ultraschallaufnahmen erkennt und Biopsien überflüssig macht. Für die ECHOMICS-Software prüfen die Entwickler derzeit die Aussagekraft zahlreicher Bild- und Biomarker. Mitte 2021 soll die Software einsatzbereit sein.

Mit Licht via Fotoakustik zuhören

Die Schwere von Brandwunden bestimmen, Rheuma frühzeitig diagnostizieren, das Gefahrenpotenzial von Plaques in der Halsschlagader ermitteln – all das könnte mit der Fotoakustik möglich sein. Das Potenzial des neuen bildgebenden Verfahrens testen Bochumer Medizintechniker und ihre Partner im EU-Projekt Fullphase.

Neue Knochen im Körper züchten

Im neuen Projekt „HybridBone“ soll die Entwicklung von Knochen entscheidend weiterentwickelt werden. Profitieren könnten Patientinnen und Patienten, die unter einem Knochendefekt des Gesichtsschädels leiden. Dafür arbeiten die Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel, und die Medizinische Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) zusammen. An dem Vorhaben, das von Prof. Dr. Dr. Jörg Wiltfang, Direktor der Klinik und Professor der CAU, geleitet und von Dr. Dr. Hendrik Naujokat, Facharzt der Klinik, koordiniert wird, beteiligen sich auch die Universitätskliniken in Rostock und Leipzig sowie das Fraunhofer Institut für Keramische Technologien in Dresden. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über eine Laufzeit von drei Jahren mit rund 1,5 Millionen Euro gefördert.

Dem Gehirn beim Programmieren zuschauen

Was geht in den Köpfen von Programmiererinnen und Programmierern vor, wenn sie Software schreiben? Diese Frage stellten sich Prof. Dr. Janet Siegmund, Professur Software Engineering an der TU Chemnitz, Prof. Dr. Sven Apel, Lehrstuhl für Software Engineering der Universität des Saarlandes und Dr. André Brechmann, Leiter des Speziallabors für nicht-invasive Bildgebung am Leibniz-Institut für Neurobiologie in Magdeburg. Um das herauszufinden, verwendeten die Forscherin und Forscher bildgebende Verfahren aus den Neurowissenschaften und untersuchten, welche Hirnareale beim Lesen und Verstehen von Computerprogrammen aktiviert werden.

Max-Planck-Forscher entwickeln den „ultimativen Zellsortierer“

Durch eine Kombination aus Bildgebung von verformten Zellen und künstlicher Intelligenz ist es Forscher*innen am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts und dem Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin in Erlangen gelungen, eine Hochgeschwindigkeitsmethode zur Identifikation und Sortierung von Zellen zu entwickeln, die ohne eine externe Markierung der Zellen auskommt. In Medizin und Biologie besteht ein großes Interesse an effizienten und kostengünstigen Methoden zur Identifizierung und Trennung
verschiedener Zelltypen, beispielsweise für die medizinische Diagnostik oder für regenerative Therapien mithilfe von Stammzellen.

Elektrischer Strom bringt Metallbauteile aus dem 3D-Drucker hochpräzise in Form

Das Forschungsteam von Professor Dirk Bähre an der Universität des Saarlandes verwandelt Metallbauteile aus dem 3D-Drucker berührungslos in hochpräzise technische Spezialanfertigungen. Mit ihren neuartigen Verfahren formen sie auf Tausendstel Millimeter genau komplizierte Bauteile aus hochbelastbaren, aber leichten Metallen: Die Fertigungstechnikerinnen und -techniker kombinieren hierfür 3D-Druck und elektrochemisches Abtragen.

COVID-19 mittels Ultraschall-Protokoll erfassen

Die ersten COVID-19 Fälle an deutschen Krankenhäusern kamen plötzlich und stellten viele Fachdisziplinen vor große Herausforderungen – so auch die diagnostischen Einheiten. Neben der Planung und Umsetzung von Hygienekonzepten befassten sich Mediziner an den wenigen hauptberuflichen Ultraschall-Laboren auch mit der Entwicklung von standardisierten Lungenultraschall-Protokollen. Damit eine COVID-19-Lungenentzündung mittels Sonografie sicher, schnell und kontinuierlich beobachtet werden kann, sind die Protokolle von zentraler Bedeutung. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) und der schweizerischen und österreichischen Ultraschall-Fachgesellschaften (SGUM/ÖGUM) haben deshalb vor kurzem ein Lungenultraschall-Protokoll für COVID-19 Fälle entwickelt. Auf der DEGUM-Onlinepressekonferenz am Dienstag, den 26. Mai 2020 haben sie dieses vorgestellt.

Smarte KI-Wartung von Maschinen

Ein neues Wartungssystem macht Sensoren an Industrieanlagen smart: Das Team von Professor Andreas Schütze an der Universität des Saarlandes verknüpft künstliche Intelligenz mit Sensoren, die Zustandsdaten von Maschinen sammeln. Ihr System erkennt Schadens-, Verschleiß- oder Fehlerzustände und – ein Novum – auch unbekannte Vorfälle. Es lernt aus ihnen und ordnet sie den Ursachen zu. Auf diese Weise können gerade auch kleine und mittlere Unternehmen Maschinenwartung und Instandhaltung automatisieren, vorausschauend planen und böse Überraschungen vermeiden.