Dienstag, 08.10.2013

Forschung

Hoher Wissenschaftspreis für Prof. Robert Huber

Der Lübecker Laserphysiker wird für die Weiterentwicklung der Optischen Kohärenz-Tomografie mit dem Klung-Wilhelmy-Weberbank-Preis 2013 ausgezeichnet

Prof. Dr. rer. nat. Robert Huber, Physiker am Institut für Biomedizinische Optik der Universität zu Lübeck, wird mit dem Klung-Wilhelmy-Weberbank-Preis 2013 ausgezeichnet. Er erhält den renommierten, mit 75.000 Euro dotierten Preis für die Erfindung des Fourier-Domain-Mode-Locked Lasers und die damit erzielten Verbesserungen in der medizinischen Bildgebung mittels Optischer Kohärenz-Tomografie.

Die Optische Kohärenz-Tomografie (OCT) wurde 1991 in der Forschungsgruppe von Prof. James. G. Fujimoto am Massachusetts Institute of Technology entwickelt und hat sich mittlerweile zu einem der wichtigsten optischen Verfahren der medizinischen Bildgebung entwickelt. Es gab in der Vergangenheit bereits drei Firmenausgründungen aus Lübeck, die OCT-Geräte entwickeln.  Die OCT funktioniert analog zur Ultraschallbildgebung , nur werden in der OCT keine Schallechos, sondern Licht für die Abtastung verwendet.  Der jährliche OCT-Markt hat ein Volumen von etwa einer Milliarde US-Dollar, dabei ist das Haupteinsatzfeld die Augenheilkunde, wo OCT bereits breiten Einsatz in klinischer Routine zur retinalen  Bildgebung findet.

Neben der Abbildung an der Netzhaut gilt derzeit die intravaskuläre OCT in der Kardiologie als  größte und erfolgversprechendste Anwendung. Hierbei soll die OCT helfen, Plaques in den Gefäßen zu beurteilen, das Setzen von intravaskulären Stents zu planen und bei der Überwachung der Nachsorge zu helfen. Etwa im Jahr 2003 erforderte eben diese Anwendung einen Technologie-Wechsel in der OCT –  es wurde ein sehr schnell in seiner Wellenlänge, also der emittierten Farbe des Lichts, abstimmbarer Infrarot-Laser benötigt, der so schnell wie möglich seine Emissionswellenlänge immer wieder über einen möglichst weiten Bereich ändert. Da pro Wellenlängendurchlauf eine OCT-Tiefenabtastung, ein sogenannter A-Scan, erfolgt, also eine Zeile im OCT-Bild erstellt wird, ermöglichen schneller laufende Laser schnellere OCT-Systeme.

Stand der Technik im Jahre 2003 waren 15.000 OCT-Zeilen pro Sekunde, durch die Entwicklung des sogenannten Fourier-Domain-Mode-Locked (FDML) Lasers konnten Robert Huber und seine Kollegen 300.000, kürzlich sogar 20 Millionen OCT-Bildlinien pro Sekunde aufnehmen.

Die von Huber entwickelte Laserlichtquelle wendet dazu einen besonderen Trick an, um so hohe Wellenlängenabstimmgeschwindigkeiten zu erreichen:  In einer Kilometer-langen Glasfaser wird das Licht „zwischengespeichert“ und kann dann jederzeit abgerufen werden.  Durch diese Methode wurde das Problem gelöst, dass klassische Laser bei  jedem Umschalten auf eine neue Wellenlänge ihre Laseraktivität neu aufbauen müssen, sie also neu starten müssen - ein Effekt, der bis dahin alle OCT-Laser in ihrer Abstimmgeschwindigkeit limitierte.  Indem bei FDML die Lichtumlaufzeit im Laser mit der Abstimmgeschwindigkeit synchronisiert wird, wird dieses Problem geschickt umgangen.

Da die im FDML-Laser zum Einsatz kommenden Komponenten fast ausschließlich aus der Telekommunikationsindustrie stammen und in der Infrastruktur des Internets weit verbreitet sind, können FDML-Laser prinzipiell sehr kostengünstig produziert werden, was der künftigen klinischen Verbreitung möglicherweise sehr zu Hilfe kommt.

Robert Huber ist in München geboren, er studierte an der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) Physik und promovierte 2002. Nach einem Postdoc-Aufenthalt an der Universität Frankfurt  war er 2003 bis 2006 in der Forschungsgruppe von Prof. James Fujimoto am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge/USA, danach Forschungsgruppenleiter an der LMU München im Emmy-Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft und gleichzeitig im Starting-Grant-Programm des Europäischen Forschungsrats (ERC). Seit September 2013 ist er Professor in Lübeck. Für ihn gibt es für die Weiterentwicklung der OCT kaum einen besseren Ort als Lübeck, da sich hier die Medizintechnik geradezu balle.

Der Klung-Wilhelmy-Weberbank-Preis wird seit 1973 im jährlichen Wechsel an Physiker und Chemiker verliehen. Er gehört zu den höchstdotierten, privat finanzierten Preisen für deutsche Nachwuchsforscher. Fünf Preisträger haben später den Nobelpreis erhalten.

Die diesjährige Verleihung findet am 14. November um 16.30 Uhr im Max-Kade-Auditorium der Freien Universität Berlin statt. Sie ist öffentlich.