Phantom-Materialien für die Sonographie (PhantoMaS)

AUFGABENSTELLUNG

Herkömmliche Modelle für das medi­zi­nische Training werden aus Kunst­stoffen, Harzen oder Silikonen gefertigt und bemalt. In der Ultra­schall­bild­gebung (US), aber auch der Computer­tomo­graphie (CT) oder Magnet­resonanz­tomo­graphie (MRT) sind sie sicht­bar und geben das Modell als gleich­mäßiges Abbild wieder, aber Nuancen und Rauschen (US) oder gezielte Grau­werte (CT, MRT), welche die Anforde­rungen an einen angehenden Mediziner trainieren sollen, werden dabei völlig außer Acht gelassen. Gründe der unrea­listischen Abbildung in der Diagnostik sind die völlig unter­schied­lichen Eigen­schaften der verwendeten Material­klassen (Kunst­stoffe, Harze, Farben usw.) im Vergleich zu den abzubildenden Gewebe­eigen­schaften (Proteine, Fette, Wasser). Sollen zudem noch Befunde in den Phantomen abgebildet werden, führen teilweise absurd erscheinende Gegen­stände, welche dafür eingesetzt werden (Oliven, Nudeln, Nägel etc.) zwar zu einem Echo bzw. Kontrast in der Bild­gebung, sind aber fern jeglicher Realität. Einige Material­klassen wurden hinsicht­lich der akusti­schen Eigen­schaften untersucht, die viel­fältigen kollagenen Materialien blieben bislang aber unberück­sichtigt.

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Mit der Entwicklung kollagen­basierter Massen für Ultra­schall­phantome sollen die erforder­lichen Funktionalitäten für die medizinische Bild­gebung an Phantomen bzw. Modellen geschaffen werden. Ziel des Projektes ist es, mit verschie­denen Kollagen­aufbe­reitungen und Additiven geeignete form­bare Materialien zu entwickeln, welche sowohl die bio­mecha­nischen/hapti­schen Eigen­schaften aus­ge­wähl­ter Gewebe/Organe als auch die not­wen­digen physi­kalischen Eigen­schaften für die Ultra­schall­diagnostik abbilden. Die Funktio­nalität der Modelle besteht darin, dass das Material die Echo­genität, also gleiche Schall­geschwin­dig­keit, die akus­tische Impedanz sowie den sono­gra­phischen Kontrast erzeugt, wie es von verschie­denen Geweben/Organen bekannt ist.

NUTZEN | AUSBLICK

Hochfunktionelle analoge Phantome, welche realis­tisch die origi­nalen Gewebe­eigen­schaften wieder­geben, sind unersetz­lich bei der Aus- und Weiter­bildung, dem Training aber auch bei der Geräte­entwicklung zur Qualifi­zierung neuer Sonden und Kali­brierung und dienen schluss­endlich immer dem Patienten­wohl. Der Markt­vorteil für ultraschall­geeignete Phantom­materialien auf Basis von Kollagen liegt in der Konditio­nierung des Bio­materials, die sono­graphischen Eigen­schaften verschie­dener Gewebe­typen quanti­tativ differen­zierbar abzu­bilden und damit die Anwendungs­spezi­fikation detail­liert einstellen zu können. Anwender der funktio­nellen Phantom­materialien sind Instrumenten­hersteller, Assistenz­ärzte und Studierende in Ausbil­dung sowie Ärzte im OP-Dienst. Die Modelle kommen für plan­bare Ausbildungs­veran­staltungen und allem für die laufende OP-Planung und die Patienten­auf­klärung zum Einsatz.