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Ein universelles Diagnosegerät, das die Gesundheitsprobleme des Patienten erkennt, welcher Arzt wünschte sich das nicht? Der Star-Trek-Tricorder ist nicht mehr so fern.
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Allgemeinmedizin 16. Mai 2012

Star Trek lässt grüßen – Diagnose per Hand-Scanner

T-Strahlen versprechen die medizinische Scanning-Technologie zu revolutionieren.

Der „Tricorder“ war ein wichtiges wissenschaftliches und medizinisches Instrument der Besatzung des Raumschiffs der Science-fiction-Serie „Star Trek“. Welcher Arzt hätte nicht gerne so ein Allroundgerät zur Verfügung? Jetzt könnte eine solche Technologie tatsächlich Wirklichkeit werden.

Bordarzt Dr. Leonard McCoy alias „Pille“, gespielt von DeForest Kelley (1920-1999), galt in der legendären Serie „Star Trek“ zwar nicht als besonders technikaffin. Auf sein handliches Diagnosegerät, den „Tricorder“, mochte er besonders in Notfällen jedoch nicht verzichten. Chinesischen und britischen Forscher ist es jetzt gelungen, elektromagnetische Terahertz-Wellen auf eine Weise zu erzeugen, die deren künftigen Einsatz zur medizinischen Diagnostik denkbar erscheinen lassen, und damit zumindest ähnliche Anwendungen wie Science-Fiction-Autoren sich dies mit dem „Tricorder“ vorgestellt haben. Die Strahlung im Bereich zwischen Infrarot- und Mikrowellenstrahlung durchdringt unter anderem biologisches Gewebe. Prinzipiell hinterlassen Moleküle im Terahertz (THz)-Spektrum eine einzigartige Signatur, was die Detektion von Tumoren oder von DNA möglich macht.

Terahertz-Strahlung bei Raumtemperatur

Allerdings sind gegenwärtige THz-Geräte sehr teuer und arbeiten mit geringer Leistung, weil das Erzeugen von T-Wellen sehr viel Energie verbraucht, und bislang nur bei sehr niedrigen Temperaturen gelang. Im Moment werden derartige Wellen etwa für die Sicherheitstechnik an Flughäfen genutzt oder für Materialanalysen.

Dr. Jing Hua Teng von der Agency for Science, Technology and Research (A*STAR) in Singapur sowie Prof. Dr. Stefan Maier, Physiker am Imperial College London, und ihren Teams ist es gelungen, eine Technologie zu entwickeln, mit der starke THz-Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen bei Raumtemperatur erzeugt werden können. Es handelt sich um eine Nanoantenne, bestehend aus Halbleiter-Elektroden, zwischen denen lediglich ein Abstand von 100 Nanometern besteht. Damit könne das in einem mit Flüssighelium gekühlten Photomixer entstehende THz-Feld verstärkt werden. Die T-Wellen entstehen durch Interaktion elektromagnetischer Wellen mit einem starken Strom, der die Haltleiterelektroden durchfließt. Die Wissenschaftler sind in der Lage die Länge der T-Wellen so modulieren, dass sie für eine Scan-Technologie nutzbar werden. Die Leistung dieser THz-Antenne sei hundert Mal größer als jene konventioneller Quellen, so Teng.

Maier ergänzt: „T-Strahlen versprechen die medizinische Scanning-Technologie zu revolutionieren, sie schneller und bequemer zu machen.“ Komplizierte diagnostische Prozeduren und Wartezeiten, bis die Resultate vorliegen, würden sich damit künftig erübrigen, meint er. Das kompakte Terahertz-System soll hoch auflösende spektroskopische und bildgebende Analysen erlauben.

 

Literatur:

Nature Photonics 2012; 6:121-126

Springermedizin.de/IS
, Ärzte Woche 20 /2012

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