Neuartige Sonde mit MEMS-Komponenten erleichtert Diagnose von Mittelohrentzündungen

6.5.2019

Forschende am Fraunhofer IPMS haben einen einzigartigen, auf hauseigenen MEMS (Mikro-elektromechanische Systeme)-Technologien basierenden Ultraschallwandler entwickelt. OtoNexus Medical Technologies, Inc. – ein Startup-Unternehmen aus Seattle – nutzt diese Technologie in einem Testgerät für die Diagnose von Mittelohrentzündungen.

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Mithilfe der integrierten Ultraschalltechnologie in den Otoskopen können Ärztinnen und Ärzte bei Mittelohrentzündungen viel präziser zwischen den verschiedenen Erkrankungsstadien unterscheiden.

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Das CMUT-System des Fraunhofer IPMS integriert Ultraschall in das Otoskop von OtoNexus Medical Technologies

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS ist ein führendes Forschungs- und Entwicklungsunternehmen auf dem Gebiet mikro-elektromechanischer Systeme (MEMS). Jüngste Forschungsaktivitäten zielen auf die Verwertung bestehender Technologieplattformen für die Entwicklung von Ultraschallsensoren ab. Das Fraunhofer IPMS nutzt hier eine spezielle MEMS-Technologie, die sich durch eine hohe Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit auszeichnet. Der Ansatz hat die technologieimmanente Eigenschaft, identische Bauelemente millionenfach fertigen zu können. Außerdem ist es möglich, die Treiber- und Auswerteelektronik zusammen mit dem Ultraschallwandler auf einem Chip zu integrieren; mit anderen Worten: sie erlaubt komplexe, zuverlässige Systeme, die in großen Stückzahlen preiswerter hergestellt werden können. Die Komponenten werden dabei in Übereinstimmung mit der Richtlinie des Europäischen Parlaments und Rats RoHS-konform, ohne den Einsatz gefährlicher oder giftiger Materialien gefertigt und genügen den Anforderungen für Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (REACH).

Funktionsweise der CMUTs

Die auf Silizium-Wafern gefertigten Kondensatoren nutzen eine der Elektroden als Feder und können so dynamisch schwingen. Die Technologie des Fraunhofer IPMS ermöglicht die Anregung der Strukturen in einem weiten Frequenzbereich zur Erzeugung von Ultraschallsignalen. Diese sogenannten CMUTs (capacitive micromachined ultrasound transducers) können Ultraschallsignale sowohl erzeugen als auch empfangen.

Mittelohrentzündungen zuverlässig erkennen

Das Fraunhofer IPMS arbeitet auf dem Gebiet der Ultraschallwander mit OtoNexus Medical Technologies – einem Start-up-Unternehmen aus Seattle – zusammen. OtoNexus entwickelt neuartige Medizintechnik zur schnellen und präzisen Bereitstellung quantitativer Informationen zur Unterstützung von Ärztinnen und Ärzten bei der Diagnose von Mittelohrentzündungen (Otitides mediae). Durch die Implementierung eines einzigartigen Typs von CMUTs kann die neuartige Sonde zur Untersuchung des menschlichen Gehörgangs eingesetzt werden, um den Bereich hinter dem Trommelfell innerhalb von Sekunden zu analysieren. So kann zweifelsfrei festgestellt werden, ob das Mittelohr Luft oder Flüssigkeit enthält, und zwischen verschiedenen Erkrankungsstadien unterschieden werden. Diese wertvolle Information hilft der Ärztin oder dem Arzt bei der Entscheidung, ob eine Therapie mit Antibiotika notwendig ist.