Crowdfunding für medizinische 3D-Ultraschallholografie

Wer wir sind

Wir sind eine Gemeinschaft aus europäischen Wissenschaftlern und Ingenieuren, die auf jahrzehntelange F&E-Erfahrungen im Bereich der Ultraschalltechnologie zurückblicken können. Unsere Gemeinschaft verfügt nicht nur über eine eigene Softwareentwicklung, sondern auch über eigene Fertigungsmöglichkeiten für Elektronik sowie Ultraschallwandler.

Was unsere Ziele sind

Ziel ist die Ent­wick­lung von me­di­zi­ni­schen 3D-Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie­ge­rä­ten, die Grün­dung von gemeinnüt­zi­gen Ult­ra­schall­un­ter­su­chungs­zen­tren und die Durch­füh­rung von Un­ter­su­chun­gen mit 3D-Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie­ge­rä­ten

Fol­gen­de 3D-Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie­ge­rä­te wer­den ent­wi­ckelt:

Ultraschallgerät für allgemeine Unteruchungen (Abdomen, Schilddrüse,...)

Mit dem ge­plan­ten Mess­kopf wird man ein Vo­lu­men von ca. 10x10x10 cm er­fas­sen. Unklar ist, wie schnell man die Bilder visualisieren wird. Wahr­schein­lich noch nicht in Echt­zeit, aber das ist zur Zeit noch offen. Bei pa­ral­le­ler Er­fas­sung der Ka­nä­le könn­te man Mo­ment­auf­nah­men von kom­ple­xen Struk­tu­ren wie z.B.  der be­weg­li­chen Or­ga­ne dar­stel­len. Dies er­for­dert je­doch ei­nen zu­sätz­li­chen Auf­wand.

Ultraschallgerät zur Untersuchung von Hand-, Arm-, Fuß- und Kniegelenken, womit eine Arthroskopie überflüssig ist (Gelenkscanner)

Der Ent­wick­lungs- und Her­stel­lungs­auf­wand  im Ver­gleich zu Ult­ra­schall­ge­rä­ten für all­ge­mei­ne Un­ter­su­chun­gen ist grö­ßer, da eine Kom­bi­na­ti­on aus Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie und      -to­mo­gra­fie ver­wen­det wird.

Ultraschallgerät zur Untersuchung der weiblichen Brust (Brustscanner)

So­bald man ge­nü­gend In­for­ma­ti­o­nen über die mit dem Brust­scan­ner er­hal­te­nen Mess­wer­te und den im La­bor un­ter­such­ten Ge­we­be­pro­ben ge­sam­melt hat, kann man mit der Au­to­ma­ti­sie­rung mit­tels Soft­ware be­gin­nen. Der Ent­wick­lungs- und Her­stel­lungs­auf­wand  im Ver­gleich zu Ult­ra­schall­ge­rä­ten für all­ge­mei­ne Un­ter­su­chun­gen ist grö­ßer, da eine Kom­bi­na­ti­on aus Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie und      -to­mo­gra­fie ver­wen­det wird.

Die Ultraschalldiagnostik ist heute das am häufigsten eingesetzte bildgebende Verfahren in der Medizin. Nahezu jedes Fachgebiet nutzt diese ungefährliche und kostengünstige Methode für Untersuchungen. Doch sie birgt auch einige Nachteile: beispielsweise ist die Detailauflösung der generierten Bilder gering; außerdem hängen die Ergebnisse von den Erfahrungen des Untersuchenden ab.

Weiteres Manko ist die fehlende Reproduzierbarkeit der Bildaufnahmen. Um diese Nachteile zu eliminieren, kann statt der klassischen Sonografie, die auf dem „Phased Array” Verfahren basiert, die holografische Sonografie bzw. 3D-Ultraschallholografie zum Einsatz kommen.

Die Vorteile der holografischen Sonografie im Vergleich zur klassischen Sonografie (Phased Array)

Die ho­lo­gra­fi­sche So­no­gra­fie weist ge­gen­über der klas­si­schen So­no­gra­fie meh­re­re ent­schei­den­de Vor­tei­le auf: So kön­nen bei­spiels­wei­se 100% der ge­streu­ten be­zie­hungs­wei­se re­flek­tier­ten Schall­wel­le aus der Sicht ih­res In­for­ma­ti­ons­ge­halts aus­ge­wer­tet wer­den (ermöglicht z.B. die Bestimmung von Parametern wie Temperatur oder Dichte).

Da es bei der ho­lo­gra­fi­schen So­no­gra­fie nicht zu Pha­sen­rau­schen kommt und es nur eine Be­gren­zung – die Beu­gung der Schall­wel­len – gibt, wird eine sig­ni­fi­kan­te Er­hö­hung der Auf­lö­sung er­zielt. Durch die Ver­wen­dung von „sehr sau­be­ren“ Schall­wel­len (d.h. mit sehr gut de­fi­nier­ten Pha­sen) ge­hen bei die­sem Ver­fah­ren kei­ne In­for­ma­ti­o­nen ver­lo­ren. Bei der klas­si­schen Me­tho­de hin­ge­gen schon, denn hier­bei ent­steht die Wel­le durch die Über­la­ge­rung ver­schie­de­ner Wel­len, die von meh­re­ren Sen­dern er­zeugt wer­den und die da­durch nur in be­stimm­ten Punk­ten eine sau­be­re Wel­le durch In­ter­fe­renz er­zeu­gen. Es gibt aber auch Be­rei­che, in de­nen die Wel­len nicht güns­tig aus der Sicht der Bild­ent­ste­hung in­ter­fe­rie­ren – das ver­ur­sacht Ar­te­fak­te, de­nen nichts Re­a­les ge­gen­übersteht.

Die klas­si­sche Tech­nik ist nicht in der Lage, 3D-In­for­ma­ti­o­nen un­mit­tel­bar zu lie­fern. Die markt­üb­li­chen So­no­gra­fie­ge­rä­te er­zeu­gen le­dig­lich Schnitt­bil­der von ei­ner re­la­tiv di­cken, ge­mit­tel­ten Schicht, die dann zu ei­nem drei­di­men­si­o­na­len Bild zu­sam­men­ge­setzt wer­den. Mit Hil­fe der 3D-Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie kann man da­ge­gen di­rekt vie­le drei­di­men­si­o­na­le Bil­der pro Se­kun­de in Echt­zeit ge­ne­rie­ren, die be­lie­big oft re­pro­du­ziert wer­den kön­nen.

BILD1-1
BILD2-1
BILD3-1

BILD 1: Zeigt einen mit klassischer Ultrasonografie (Phased Array) erzeugten Fingerabdruck
BILD 2: Zeigt einen mit 2D-Ultraschallholografie erzeugten Fingerabdruck
BILD 3: Es ging hier darum, die Realisierbarkeit der 3D-Ultraschallholographie (hier an einer Weintraube) zu überprüfen. Die Qualität des Bildes ist noch weit von der potenziell möglichen Auflösung entfernt. Man muss berücksichtigen, dass hier nur ein Ultraschallwandler verwendet wurde und dass das Bild nur eine Schicht zeigt, und zwar in der Richtung senkrecht zu dem Wandler. Die komplette Information enthält jedoch mehrere solcher Schichten.

Wei­te­rer Vor­teil der ho­lo­gra­fi­schen So­no­gra­fie ist, dass die Ein­wei­sungs­zeit des Per­so­nals in die ein­fach zu hand­ha­ben­de Tech­nik kurz ist.  Im Ge­gen­satz zur klas­si­schen So­no­gra­fie, bei der der Mess­kopf mehr­fach be­wegt wer­den muss, um ver­schie­de­ne Struk­tu­ren in al­len mög­li­chen Ein­falls­win­keln ein­zu­fan­gen, muss man ihn bei der ho­lo­gra­fi­schen Me­tho­de nur an­le­gen.

Mit der ver­wen­de­ten Elekt­ro­nik kön­nen au­ßer­dem stär­ke­re Im­pul­se er­zeugt wer­den, was – in­so­fern eine hö­he­re Reich­wei­te er­wünscht wird – von Vor­teil ist. Wei­ter­hin er­laubt die 3D-Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie die Her­stel­lung trag­ba­rer 3D-So­no­gra­fie­ge­rä­te.

Die Bedeutung der sonografischen Holografie am Beispiel der Mammografie

Laut „world bre­ast can­cer re­port 2012“ wur­den 2011 welt­weit 1,5 Mil­li­o­nen di­ag­nosti­zier­te Fäl­le von Brust­krebs ge­zählt. Nach An­ga­ben der WHO ster­ben jähr­lich 450 000 Men­schen an den Fol­gen die­ser Krank­heit. 2012 er­hiel­ten in den USA ge­schätzt 226 870 Frau­en und 2 150 Män­ner mit der Di­ag­no­se Brust­krebs; etwa 39 510 Frau­en und 410 Män­ner verstar­ben [Quel­le: webmd.com, Ok­to­ber 2012].

Die 5-Jah­res-Über­le­bens­ra­te liegt welt­weit bei 61%; in ent­wi­ckel­ten Län­dern wie z.B. den USA, sind es so­gar 89%. Wird der Krebs in ei­nem frü­hen Sta­di­um er­kannt, könn­te die Rate laut webmd.com so­gar bei na­he­zu 100%  lie­gen.

Durch die re­gel­mä­ßi­ge Un­ter­su­chung der Brust durch Mam­mo­gra­fie soll Brust­krebs schon in ei­nem mög­lichst frü­hen Sta­di­um ent­deckt und die Über­le­bens­chan­cen der Be­trof­fe­nen so­mit er­höht wer­den. Als Man­ko der Mam­mo­gra­fie gel­ten je­doch falsch po­si­ti­ve so­wie falsch ne­ga­ti­ve Be­fun­de. Die Sen­si­ti­vi­tät der Un­ter­su­chung liegt zwi­schen 70 und 75 Pro­zent, was be­deu­tet, dass trotz Mam­mo­gra­fie 25 bis 30 Pro­zent der Brust­kreb­ser­kran­kun­gen un­ent­deckt blei­ben. Fin­det die nächs­te Un­ter­su­chung we­gen der Strah­len­be­las­tung erst nach zwei Jah­ren statt, kön­nen die­se falsch ne­ga­ti­ven Be­fun­de eine er­folg­rei­che Be­hand­lung be­deu­tend er­schwe­ren.

Brust­krebs­spe­zi­a­lis­ten ge­hen da­von aus, dass rund ein Vier­tel der Brust­krebs-Di­ag­no­sen falsch sind. Tau­sen­de über­di­ag­nosti­zier­te Frau­en wür­den nach Mam­mo­gra­fie-Scre­e­ning ohne Grund be­han­delt. Bei falsch po­si­ti­ven Be­fun­den steht vor al­lem der psy­chi­sche As­pekt im Vor­der­grund: Frau­en, die die­se Di­ag­no­se er­hal­ten, wer­den un­nö­tig be­un­ru­higt und müs­sen sich wei­te­ren, über­flüs­si­gen Un­ter­su­chun­gen un­ter­zie­hen. Eine an­de­re Kehr­sei­te sind so­ge­nann­te Über­di­ag­no­sen: Es gibt Brust­krebs­ar­ten, die ru­hen oder so lang­sam wach­sen, dass sie be­trof­fe­ne Frau­en bis zu ih­rem Le­bens­en­de nicht be­ein­flus­sen. Die­se Fäl­le kann die Mam­mo­gra­fie nicht ver­läss­lich von ge­fähr­li­chen Tu­mo­ren un­ter­schei­den. Sie wür­den da­her als Brust­krebs di­ag­nosti­ziert und un­nö­ti­ger­wei­se be­han­delt.

Die Vorteile der holografischen Sonografie am Beispiel der Brustuntersuchung

Da die Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie nicht mit ge­fähr­li­cher Strah­lung ar­bei­tet, kön­nen Brust­un­ter­su­chun­gen be­lie­big oft durch­ge­führt wer­den.

Die ho­lo­gra­fi­sche So­no­gra­fie lie­fert weit­aus de­tail­lier­ter auf­ge­lös­te Bil­der, was die An­zahl falsch po­si­ti­ver so­wie falsch ne­ga­ti­ver Be­fun­de deut­lich re­du­ziert.

Ein we­sent­li­cher Vor­teil der 3D-Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie liegt in der Re­pro­du­zier­bar­keit der Auf­nah­men. Da­durch ist die au­to­ma­ti­sier­te bzw. die com­puter­ge­stütz­te Da­ten­in­ter­pre­ta­ti­on/-aus­wer­tung im Be­reich der Mam­maso­no­gra­fie mög­lich und selbst kleins­te Ver­än­de­run­gen in der Grö­ßen­ord­nung von 0,1 mm wer­den zu­ver­läs­sig er­kannt. So­gar Mik­ro­ver­kal­kun­gen kön­nen de­tek­tiert wer­den.

Mög­lich ist auch die Kon­struk­ti­on ei­ner Brust­scan­sta­ti­on (Brustscanner). Hier­bei liegt die Pa­ti­en­tin auf ei­nem Tisch und die Brust hängt frei und ohne De­for­ma­ti­on in ei­nem mit Was­ser ge­füll­ten Be­häl­ter. In­ner­halb we­ni­ger Se­kun­den ist der Mess­vor­gang ab­ge­schlos­sen und die 3D-Ult­ra­schall­bil­der kön­nen so­fort be­gut­ach­tet, zu ei­nem Ult­ra­schall­spe­zi­a­lis­ten ge­sen­det oder von der Soft­ware au­to­ma­tisch mit Bil­dern frü­he­rer Un­ter­su­chun­gen ver­gli­chen wer­den. Für die Pa­ti­en­ten be­deu­tet die 3D-Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie eine schnel­le, si­che­re, kos­ten­güns­ti­ge, scho­nen­de und schmerz­freie Brust­un­ter­su­chung ohne Strah­len­be­las­tung.

Die Bedeutung der holografischen Sonografie am Beispiel der Brustkrebstherapie

Von un­schätz­ba­rer Wich­tig­keit ist die 3D-Ult­ra­schall­ho­lo­gra­fie im Be­reich der Krebs­the­ra­pie. Hier kön­nen un­be­denk­lich in kür­zes­ten Zeit­ab­stän­den Brust­un­ter­su­chun­gen durch­ge­führt und die Wir­kung der an­ge­wen­de­ten Be­hand­lung be­obach­tet wer­den. Die­se Un­ter­su­chun­gen ge­ben den ver­ant­wort­li­chen Ärz­ten die not­wen­di­gen In­for­ma­ti­o­nen um zeit­nah und si­cher ent­schei­den zu kön­nen, ob eine be­gon­ne­ne Be­hand­lung wei­ter­ge­führt oder ab­ge­bro­chen wer­den muss.

Warum wir gemeinnützige Ultraschalluntersuchungszentren aufbauen wollen

Unser Ziel ist nicht die Gewinnmaximierung, sondern, möglichst allen Menschen diese wichtigen Untersuchungen ermöglichen zu können. In den gemeinnützigen Ultraschalluntersuchungszentren können eine Untersuchung und der Versand des Ultraschallbildes an den Hausarzt oder den behandelnden Arzt bei optimaler Organisation innerhalb von wenigen Minuten durchgeführt werden.

Wie es funktioniert

Was noch wichtig ist zu wissen

Es han­delt sich hier­bei um ein Ent­wick­lungs­pro­jekt, des­sen Dau­er stark von der Qua­li­tät der noch ein­zu­stel­len­den Pro­gram­mie­rer ab­hängt. Die an­fal­len­den Kos­ten kön­nen des­halb nur ge­schätzt wer­den.

Eine Entwicklung zur Serienproduktion ist abhängig von der Anzahl der benötigten Geräte.

Leider ist es bei Betterplace technisch nicht möglich, einen Spendenbetrag von über 9999 Euro einzurichten. Da es sich hier um ein Entwicklungsprojekt handelt und die jeweiligen Bedarfe finanziell nicht präzisiert werden können, haben wir die gleichen, sich immer wiederholenden Bedarfe von 9999 Euro aufgeführt.

Alternative Finanzierungsinstrumente wie z.B. rückzahlbare Spenden sind vorstellbar.

 

Spenden

Fol­gen­de Spen­den­platt­form und -op­ti­o­nen ste­hen zur Ver­fü­gung: 

Bett­er­place

PayPal, Last­schrift, Kre­dit­kar­te (Ame­ri­can Ex­press, Mast­er­card, VISA), Pay­di­rekt, Bank­über­wei­sung

Bank­über­wei­sung

Emp­fän­ger: 3D MED
BIC / Swift: GE­NO­DEF1SZH
IBAN: DE06752617000107161590
Ver­wen­dungs­zweck: Spen­de

Hinweis zu Spen­den­quit­tun­gen

3D MED ge­mein­nüt­zi­ge UG (haf­tungs­be­schränkt) ist vom Fi­nanz­amt Am­berg als ge­mein­nüt­zig an­er­kannt (ak­tu­el­ler Be­scheid vom 17.05.2018). Für Spen­den auf un­ser Bank­kon­to kön­nen wir Spen­den­be­schei­ni­gun­gen aus­stel­len. Für On­li­ne-Spen­den über Bett­er­place be­kom­men Sie die Spen­den­be­schei­ni­gung durch un­se­ren Part­ner Bett­er­place zu­ge­schickt.

Spen­den bis zu 200 Euro

Ihre Spen­de an un­se­re ge­mein­nüt­zi­ge Ge­sell­schaft ist als Son­der­aus­ga­be steu­er­lich ab­zugs­fä­hig. Bis zu ei­nem Be­trag von € 200,00 je Spen­de (nicht Ka­len­der­jahr) ge­nügt es dem Fi­nanz­amt, den Über­wei­sungs-/Ein­zah­lungs­be­leg mit dem so ge­nann­ten ver­ein­fach­ten Spen­den­nach­weis ein­zu­rei­chen, der HIER zum Down­load für Sie be­reit steht.

Spen­den über 200 Euro

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