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ams-Sensoren revolutionieren Diagnose

Die weltweit tätige ams AG mit Sitz in Premstätten bei Graz ist Vorreiterin bei der Entwicklung miniaturisierter Sensoren und steht damit im Zentrum zahlreicher internationaler Forschungs- und Entwicklungsnetzwerke – mit weitreichenden Folgen auch für die medizinische Diagnostik.

OCT (Optical Coherence Tomography) ist ein Untersuchungsverfahren, bei dem Licht geringer Kohärenzlänge mithilfe eines Interferometers zur Entfernungsmessung in streuenden Materialien eingesetzt wird. Haupteinsatzgebiet ist die Medizin, vor allem in der Augenheilkunde, der Kardiologie, zur frühzeitigen Krebsdiagnose und zur Untersuchung der Haut kommt das Verfahren zur Anwendung. Die Stärken der Technologie liegen in der hohen Eindringtiefe in das streuende Gewebe bei gleichzeitig hoher Auflösung und Messgeschwindigkeit.

Das OCT-Verfahren hat sich in den vergangenen 20 Jahren stark weiterentwickelt und steht kommerziell zur Verfügung. Doch die Geräte sind derzeit noch viel zu groß und sehr teuer. In Augenarztpraxen z. B. konnten sie sich bis dato daher noch nicht in größerem Stil durchsetzen. Einen entscheidenden Schritt zur Etablierung des Messverfahrens in Praxen und Kliniken ermöglichen photonische Elemente auf Mikrochips. Bei fortschreitender Miniaturisierung erweitern sie auch die Funktionalität der integrierten Schaltungen.

Die ams AG, seit Jahrzehnten in der Forschung und Entwicklung von Spitzentechnologien im Bereich Medizin und Diagnostik aktiv und mit hochgradig differenzierten ASIC- und Sensorlösungen im Markt vertreten, erforscht als Partner in einem europäischen Forschungsprojekt Miniaturisierungs und Optimierungskonzepte auf dem Gebiet der optischen Kohärenztomografie. Das Entwicklungsteam der ams AG baut dabei auf einer breiten Wissensund Erfahrungsbasis im Bereich bildgebender Sensorik, Herstellung von monolithisch integrierten MEMS und photonischen Strukturen auf Silizium sowie jahrzehntelanger Erfahrung auf dem Gebiet des Chip-Designs auf. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern, deren Know-how die gesamte Produktionskette abbildet, soll ein OCT-Konzept entstehen, das kleiner und preisgünstiger ist, dabei aber den heute verfügbaren Geräten technologisch in nichts nachsteht.

Die Carl-Zeiss AG (Jena), die OCT-Geräte vertreibt, baut die diskreten optischen Elemente, die zwischen dem photonisch integrierten Chip (PIC) und dem zu untersuchenden Auge liegen. Die Lichtquelle, die von der Firma Exalos aus Zürich hergestellt wird, ist ein durchstimmbarer Laser. Auch hier kommen derzeit diskrete optische Elemente zum Einsatz, die aber in Zukunft durch eine integrierte photonische Schaltung ersetzt werden können. Das Herzstück des neuartigen OCT-Systems besteht aus dem PIC, der sowohl elektronische Schaltkreise als auch photonische Elemente auf demselben Siliziumsubstrat vereint. Entwurf und Test der elektronischen Schaltung sind Aufgabe des Fraunhofer Instituts für integrierte Schaltungen in Erlangen. Das Austrian Institute of Technology (AIT) in Wien ist für die photonische Schaltung verantwortlich. Der Einbau in ein Gehäuse – durch die passgenaue Anbindung von Glasfaserkabeln und PIC besonders heikel – wird vom Tyndall National Institute im irischen Cork übernommen. Der Praxistext des neuartigen OCT-Systems wird im Rahmen einer Dissertation an der Medizinischen Universität Wien erfolgen.

www.ams.com

Foto: ams AG Campus in Premstätten bei Graz

Fotocredit: Gerhard Langusch