Medizinische Bauelemente

VIAMOS – Ein vertikal-integriertes, Mirau-basiertes OCT-System für die frühzeitige Diagnose von Hautkrankheiten

Abb. 1: Schematik eines VIAMOS OCT Microsystems
Abb. 2: SEM-Querschnitt von fünf gefügten Wafern.

Hautkrebs gehört zu den am häufigsten detektierten Arten von Krebs; frühzeitige Erkennung verbessert auch hier die Chancen erfolgreicher Heilung. Optische Kohärenztomografie ist eine Möglichkeit zur nichtinvasiven Untersuchung von Haut. Allerdings sind die verfügbaren Systeme  groß und so preisintensiv, dass in der Regel nur gut ausgestattete Krankenhäuser darüber verfügen.

Im Projekt VIAMOS ist es Ziel, ein tragbares, preiswertes Analysegerät zu entwickeln, dass zur Frühdiagnose bereits beim Haus- oder Hautarzt eingesetzt werden kann. Durch den Einsatz von mikrooptischen Systemen (MOEMS) soll eine Verkleinerung um den Faktor 150 und eine Verringerung des Preises auf 10 % erreicht werden. Ein solches Analysesystem besteht aus einer durchstimmbaren Lichtquelle, Linsen, einer Matrix von Mirau-Interferometern, einem Strahlteiler und einem Fabry-Pérot-Interferometer (FPI) (Abbildung 1).

Das Kernstück des Tomografiesystems ist das Mirau-Interferometer. Es wird mittels Mikrotechnologie hergestellt und ist damit extrem miniaturisiert im Vergleich zu konventionellen Geräten. Eine Doppellinsenmatrix, eine Mikrospiegelmatrix, ein Abstandshalter zur Einstellung des optischen Fokus und ein Strahlteiler werden als Komponenten auf Waferebene miteinander als komplexer Stapel gefügt. Eine Mehrfach-Waferbondtechnologie wurde speziell für die benötigten hohen Genauigkeiten des optischen Systems entwickelt. In Abbildung 2 ist ein solcher gefügter Stapel aus fünf verschieden Wafern im Querschnitt gezeigt.   

Die vorgestellten Ergebnisse entstanden im Rahmen eines Kooperationsprojektes, gefördert von der Europäischen Kommission (FP7-ICT-2011-8, Grant no. 318542).