Intravaskuläre minimal-invasive hochauflösende Magnetresonanz-Sonde in Mikrosystemtechnik mit integrierter optischer Signalübertragung

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Jörg Müller
• Subject Area: Microsystems
• Term: from 2005 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5450597

Ziel des Vorhabens ist der Aufbau, die Realisierung und Charakterisierung einerMagnetsresonanz- Sonde für die minimal-invasive Diagnose und Therapie, die eine hoheörtliche Auflösung der Gewebeeigenschaften in ihrer unmittelbaren Umgebung ermöglicht. ZurSignalaufnahme der Magnetresonanz-Signale im Gradienten des Magnetfeldes aus derunmittelbaren Umgebung der Sonde dient ein LC-Resonanzkreis hoher Güte, Da eine SignalundEnergieübertragung über elektrische Leitungen in MR-Systemen wegen der Einkopplungder HF-Leistung und damit einhergehenden Erwärmung nicht zulässig ist, erfolgt dies überoptische Fasern. Dazu wird ein VCSEL kleiner Leistung durch einen FET mit demempfangenen Magnetresonanz-Signal moduliert. Die dafür erforderliche elektrische Energiewird über eine weitere Faser zugeführt und mit Hilfe von GaAs-Photodioden in elektrischeLeistung umgewandelt. Zur grundsätzlichen Prüfung der Eignung solch neuartiger optischaktivierter Systeme für weitere Therapie- und Diagnose-Verfahren unter MRT-Bedingungensoll beispielhaft ihre Anwendung in der elektrophysiologischen Herz-Therapie und -Diagnoseund für Herzschrittmacher untersucht werden. Um diese Systeme in möglichst engen Gefäßeneinsetzen zu können, werden sie durch hybride Integration auf mikro-optisch-elektronischeBänken in Mikrosystemtechnik realisiert wie anisotropes Ätzen von Silizium, galvanischenAufbau von Spulen in UV-LIGA-Technik, Einsatz von Chips für die elektronischen undelektro-optischen Komponenten (Laserdioden, E-O-Energiewandler, FET, Mehrkanal-ADWandler,MNOS-Varaktor nach dem Flash-Memory-Prinzip zur Abstimmung des LCKreises)und deren mit optischen Fasern. Auf diese Weise kann ein System in einem 5-French-Katheter, entsprechend einem Durchmesser von ca. 1,7 mm auf einer Länge vonweniger als 5 mm realisiert werden, was das Einbringen in Koronar- wie in Hirngefäße erlaubt.Die Funktionsfähigkeit der Systeme soll in Zusammenarbeit mit Philips Medizinsystemenachgewiesen werden.

• DFG Programme: Research Grants