Brustkrebs ist die häufigste Krebserkrankung bei Frauen: 1.600.000 Brustkrebsfälle treten pro Jahr weltweit auf. Obwohl die Brust kein lebenswichtiges Organ ist, sind die Chancen auf Heilung noch nicht so gut wie sie sein könnten. Rechtzeitig erkannt und lokalisiert, ist Brustkrebs sehr gut therapierbar. Im Projekt "3D-Ultraschall-Computertomographie" (USCT) wird ein neues bildgebendes Verfahren zur Brustkrebsfrüherkennung entwickelt, das dreidimensionale Bilder in hoher Auflösung verspricht. Unser Ziel ist es, einen Tumor mit der durchschnittlichen Größe von 5 mm zu entdecken, um einen früheren Diagnosezeitpunkt zu ermöglichen und damit die Heilungschancen stark zu erhöhen.

Technologie

Technologisch stellt das Projekt eine große Herausforderung dar. Das Verfahren basiert auf Tausenden von Ultraschallwandlern, die in einem wassergefüllten Untersuchungsbecken angeordnet sind. Bei der Aufnahme eines Bildes entstehen große Rohdatenmengen, welche anschließend für die Rekonstruktion verschiedener 3D-Bilder verwendet werden.

Für die Prototypentwicklung können wir auf die Kompetenzen unseres Instituts zurückgreifen:

Mechanischer Aufbau

Im Bereich des mechanischen Aufbaus beschäftigen wir uns vor dem Hintergrund der Medizinprodukt-Entwicklung mit Fragestellungen hinsichtlich der Patienten- und Benutzersicherheit bei gleichzeitigem funktionalen Herausforderungen für die neuartige Technik. 

Ultraschallwandler

Wir beschäftigen uns mit der Simulation, Charakterisierung und dem Aufbau von Ultraschallwandlern mit speziellen Charakteristiken. Die Kompetenzen des IPE erlauben die Forschung an Fertigungstechniken sowie den Aufbau von Kleinserien.

Analog- und Digitalelektronik

In Bereich der Analog-und Digitalelektronik bestehen die Herausforderungen in der Integration komplexer elektronischer System zu einem Gesamtsystem. Die großen Datenmengen und -raten erfordern die Entwicklung spezieller Hardware mit mehreren hundert parallelen Kanälen.

Software

Um aus den den Rohdaten hochaufgelöste dreidimensionale Bilder zu berechnen sind aufwändige Berechnungen durchzuführen. Wir forschen an der Entwicklung von Bildrekonstruktions-, Bildverarbeitungs- und Visualisierungs-Algorithmen sowie deren Beschleunigung mittels GPU-Computing und FPGAs. 


Projekte

In unserem Hauptprojekt "3D Ultraschall-Computertomographie" beschäftigen wir uns mit der Forschung und Entwicklung von Prototypen eines 3D-Ultraschall-Computertomographen und dessen klinischen Evaluierung. Aktuell wird der zweite 3D-USCT-Prototyp in einer klinischen Studie in der Universitätsmedizin Mannheim erprobt. Zusammen mit einem Industriepartner bereiten wir im Rahmen eines Technologie-Transfer-Projektes eine große Multicenter-Studie vor. 

In zahlreichen Teilprojekten mit Kooperationen mit nationalen und internationalen Partnern betreiben wir darüber hinaus Forschung auf den Gebieten Ultraschall für medizinische und industrielle Anwendungen, medizinischer Bildgebung und medizinischer Bildverarbeitung:

Für Studierende

Studierende sind in unserer Forschungsgruppe ein essentieller Bestandsteil. In unseren Forschungsbereichen gibt es kontinuierlich spannende Aufgaben für Bachelor- und Masterarbeiten, Praktika und Hiwi-Jobs in den unterschiedlichsten Disziplinen. Gerne könnt Ihr uns bei Interesse direkt kontaktieren!

Vernetzung

Auszeichnungen

Neuland Innovations-Sonderpreis 2018, 1. Platz: „3D USCT for multi-center study in China“, Prof. Dr. Marc Weber, Prof. Dr. Hartmut Gemmeke, PD Dr. Nicole Ruiter, Dr. Torsten Hopp und Michael Zapf

Innovationspreis NEO der TechnologieRegion Karlsruhe, 2015, PD Dr. Nicole Ruiter und USCT-Team

Gips-Schüle-Nachwuchspreis 2014, 2. Preis, Dr. Torsten Hopp

iSMIT Technologie Award 2013, Dr. Nicole Ruiter und Dr. Robin Dapp

Presse

Publikationen


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