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Physikalisch-Technische Bundesanstalt

FachabteilungenAbt. 8 Medizinphysik und metrologische Informationstechnik > Akt. Forschungsn. u. Nachrichten Jahresber. 2013
Aktuelle Forschungsnachrichten und
Nachrichten aus dem Jahresbericht 2013

Aktuelle Forschungsnachrichten

Rauscharme EEG / MEG -Systeme ermöglichen die nicht-invasive Messung von hochfrequenten Aktivitäten (über 1 kHz) im Gehirn

Im menschlichen Gehirn werden elektrische Oszillationen von sehr niedrigen Frequenzen (< 0,05 Hz) bis zu Frequenzen über 1 kHz erzeugt. Aktivitäten mit Frequenzen von bis zu etwa 100 Hz haben ihre Ursache in Postsynaptischen Potentialen und werden ...


Rückführung photometrischer Absorptionsmessungen zur genauen Bestimmung der Gesamt-Hämoglobinkonzentration im Blut

Einer der am häufigsten gemessenen Analyte in der Laboratoriumsmedizin ist die Gesamt-Hämoglobinkonzentration (Hb) im Blut. Grundlage ist die Umwandlung der verschiedenen Hämoglobin-Varianten durch geeignete Konversionsreagenzien in stabile Endprodukte ...


Grundlagen der Metrologie

Charité und PTB erhalten einen präklinischen Scanner zum Magnetic Particle Imaging Scanner

Vor einigen Jahren wurde in den Philips Forschungslaboratorien Hamburg ein neues Bildgebungsverfahren für die medizinische Bildgebung erfunden. Das „Magnetic Particle Imaging (MPI)“ zeichnet sich dadurch aus, dass ohne Strahlenbelastung ...


Verbesserte Bestimmung spektraler Verteilungskurven

Richardson-Lucy Methode mit automatischem Abbruchkriterium zur Entfaltung von spektralen Verteilungskurven


EMRP Projekt zur Quantifizierung biologisch relevanter Moleküle und Entitäten

Das Zählen biologischer Entitäten mit größtmöglicher Genauigkeit ist grundlegend für Anwendungen in verschiedenen Bereichen, wie der Medizin, dem Umweltschutz, der Biotechnologie und der Lebensmittelsicherheit. Beispiele sind die Viruslast bei Verlaufskontrollen in der Medizin ...


Quantifizierung der Konzentration von Viren und Bakterien im Rahmen des EMRP Projektes INFECT-MET

Der Verlauf von Infektionskrankheiten hängt wesentlich von der Konzentration der Krankheitserreger im Patienten ab. Der empfindliche Nachweis und die Quantifizierung der in einer Probe vorhandenen Anzahl von Viren und Bakterien sind  ...


Rückführung photometrischer Absorptionsmessungen für die Bestimmung des Gesamt-Hämoglobingehaltes im Blut

Die Bestimmung der Konzentration des Hämoglobins im Blut ist eine der am häufigsten durchgeführten labormedizinischen Untersuchungen. Sie dient unter anderem der Unterstützung der Diagnose von Erkrankungen ...


Charakterisierung der 129Xe-Spinrelaxation in Glaszellen

Die drei PTB-Fachbereiche 8.1, 8.2 und 8.4 arbeiten im Rahmen einer Kooperation mit der TU München (Prof. Fierlinger) daran,  hochgenau die Spinpräzession von hyperpolarisiertem 3He und 129Xe zu messen. Grundvoraussetzung dafür ...


Mitarbeit im neuen Schwerpunktprogramm 1681 der DFG: Feldgesteuerte Partikel-Matrix-Wechselwirkungen

Der medizinische Einsatz von magnetischen Nanopartikeln z.B. in der Krebstherapie basiert auf der Wechselwirkung der Nanopartikel mit dem biologischem Gewebe, den Zellen oder dem Blutstrom.  Die magnetischen Nanopartikel dienen in diesem Prozess ...


Mikroskopie an fluoreszenz-markierten Peptiden in lebenden Zellen

Peptide gehören zu den kleineren biologischen Molekülen. Sie erfüllen als Botenstoffe, Hormone etc. wichtige Aufgaben in lebenden Organismen. Im Gegensatz zu den größeren Proteinen, können viele Peptide ...


Äquivalenz zweier statistischer Methoden für Ringvergleiche

Analysen von Ringvergleichen sind entscheidend, insbesondere wenn Messungen möglicherweise inkonsistent sind. Eine statistische Methode für solche Analysen ist Bayesian Model Averaging, welches alle Modelle ...


Kritische Analyse bestehender Richtlinien zur Auswertung von „key comparisons“

Die Auswertung von „key comparisons“ ist wesentlich für die Sicherstellung der Äquivalenz zwischen den Metrologie-Instituten weltweit. Das „CIPM mutual recognition arrangement“ schreibt zu großen Teilen ...


Umgebung für High-Performance-Computing (HPC) in metrologischen Anwendungen aufgebaut

Die Auswertung von Daten und die Bestimmung der Messunsicherheit in der metrologischen Forschung erfordert zunehmend die numerische Behandlung computeraufwändiger mathematischer Modelle. Im Laufe der letzten Jahre wurde daher in der PTB ...


Neues Verfahren zur Bestimmung von Priorverteilungen für Messunsicherheitsanalysen

Für die Bestimmung von Messunsicherheiten werden heutzutage (Bayessche) Wahrscheinlichkeitsverteilungen verwendet. In einfachen Fällen können diese Verteilungen ...


Robuste Überwachung der Kovarianzmatrix

Für die Detektion von Änderungen in der zugrundeliegenden Variabilität von multivariaten normalverteilten Beobachtungen ist gemeinsam mit der Humboldt Universität Berlin und der Universität Augsburg ein neues Verfahren entwickelt worden. Die Methode ist sequentiell ...


Vergleich mit AFM bestätigt Genauigkeit scatterometrischer Messverfahren

Erstmals wurden die in der EUV-Scatterometrie untersuchten Lithographiemasken zusätzlich mit einem Atomkraftmikroskop (AFM) der PTB vermessen, was eine zuverlässige Aussage über die Qualität der inversen Messung ermöglicht. Der Vergleich zeigt ...


Vereinfachte Auswerteverfahren für die Magnetfeldfluktuationsthermometrie

Für die Magnetfeldfluktuationsthermometrie wurden vereinfachte Auswerteverfahren entwickelt, die anstelle einer numerisch aufwendigen Methode beruhend auf dem Prinzip der Bayes’schen Inferenz eingesetzt werden können. Für die neuen Verfahren ...


Effiziente Modellierung der Rauheit von periodischen Linienstrukturen

Der Einfluss von Rauheiten an den Kanten der periodischen Oberflächenprofile von Fotomasken muss bei der Auswertung der gemessenen Lichtstreuung berücksichtigt werden. Frühere, mit aufwändigen Finite-Elemente-Rechnungen ...


EMRP-Vorhaben „Metrology for Smart Electrical Grids“ abgeschlossen

Mit dem Projektabschluss steht ein weiterentwickeltes Verfahren zur  Beobachtung von lokalen Energienetzen mit unvollständiger Messinfrastruktur  zur Verfügung. Dabei wurde aufbauend auf Vorergebnissen ...


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Metrologie für die Gesellschaft

Funktionelle Magnetresonanzspektroskopie im visuellen Kortex

Verglichen mit klinischen Magnetresonanztomographen (MRT) bieten Ultrahochfeld-MRT gerade für die MR-Spektroskopie (MRS) spezifische Vorteile. Dies sind insbesondere ein besseres Signal-zu-Rausch-Verhältnis  ...


Effizientes Verfahren zur Bestimmung von Leistungsgrenzwerten für mehrkanalige MR-Sendespulen

Aufgrund der Vielzahl der Ansteuerparameter erfolgt die Festlegung sicherer Beriebsmodi von mehrkanaligen Sendespulen für die Magnetresonanztomographie (MRT) derzeit anhand sehr vereinfachter Modelle. Damit ergeben sich häufig sehr konservative Abschätzungen ...


HF-Kopfspule bei 7 Tesla

Für den 7-Tesla-MR-Tomografen wurde eine Hochfrequenzspule entwickelt, die die artefaktarme MR-spektroskopische Quantifizierung von Metaboliten im Humangehirn erlaubt. Mit Simulationsrechnungen und einem Mehrkanal-Sendearray ...


Messungen zur Erwärmung an implantierten EEG-Elektroden bei MR-Untersuchungen

Zusammen mit Wissenschaftlern der AG Neuroradiologie der Charité – Universitätsmedizin Berlin wurden am 3-T-MRT der PTB Messungen durchgeführt, die Aufschluss über die Erwärmung des Hirngewebes ...


Ringvergleich an lebendigen und künstlichen Prüfkörpern

Um die Vergleichbarkeit der MR-Messdaten aus der multizentrischen IMAGEN-Studie zu untersuchen und möglichst zu verbessern, wurden an acht 3-Tesla-MRT-Scannern (vier verschiedene Modelle, drei verschiedene Hersteller) Vergleichsmessungen ausgeführt. Zwei PTB-Wissenschaftler reisten mit drei  Phantomen ...


Mobiler 129Xe-Polarisator im Feld

Der im vergangenen Jahr fertiggestellte mobile 129Xe-Polarisator ist in verschiedenen  Forschungsprojekten (BMBF, EMRP, DFG) in Labors sowohl an der PTB als auch vor Ort in den Instituten der Kooperationspartner ...


Verbesserung der Signalstärke von hyperpolarisiertem 129Xe-Gasstrom

Zur Umsetzung der PTB-Schutzrechteanmeldung „Kryogenfreies Aufkonzentrieren eines hyperpolarisierten Gases in einem kontinuierlich fließenden Gasstrom“ wurde eine Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht  ...


Charakterisierung eines 129Xe-NMR- und Fluoreszenz- Biomarkers

Das im vergangenen Jahr gestartete europäischen Verbundprojekt EMRP HLT-10 "BiOrigin" hat die Aufklärung des Zusammenhangs der Primärstruktur von Peptiden mit ihrer Funktionalität bei der Interaktion mit biologischen Membransystemen zum Ziel. Nach der Untersuchung ...


Kleintierbeatmungssystems für hyperpolarisiertes 129Xe-Gas

Im Rahmen eines BMBF-Verbundprojektes gemeinsam mit der AG Freund (Proteinbiochemie) an der FU-Berlin wurde ein Beatmungssystem aufgebaut und kalibriert, das es ermöglicht, im Rahmen von Tierstudien ...


Infraschallquelle für den magnetisch/akustischen Abschirmraum

Im Rahmen des EMRP-Projektes “EARS” wurde eine von FB 1.6 angefertigte Infraschallquelle an dem akustisch und magnetisch geschirmten Raum des FB 8.2 installiert. Um magnetische Störfelder der akustischen Quelle ...


Fötale Magnetokardiogramme mittels mehrerer optisch gepumpter Mikro-Magnetometer

"Chip Scale Atomic Magnetometer" sind neuartige flexible Magnetfeldsensoren, die im NIST in der Technologie miniaturisierter Atomuhren entwickelt wurden. Mit diesen Sensoren wurden im BMSR-2 der PTB ...


Kann man Hirnströme in Magnetresonanzbildern sehen?

Der Einfluss dieser extrem schwachen Ströme auf die herkömmliche Magnetresonanzbildgebung in Feldern oberhalb von einem Tesla ist sicher vernachlässigbar. Im Rahmen eines BMBF-geförderten Projekts wurde ...


Einsatz der Nahinfrarotspektroskopie für die Untersuchung physiologischer Vorgänge in der Kleintierniere

Die Untersuchung der Hämodynamik und der Oxygenierung von Nierengewebe in vivo für verschiedene Belastungssituationen ist von großer Bedeutung für das Verständnis pathophysiologischer Mechanismen, die zu akutem Nierenversagen führen können. Dabei spielen Messungen ...


Einfluss der Gewebeabsorption auf die Bestimmung der Farbstoffkonzentration mittels Fluoreszenzmessungen in Reflexionsgeometrie

Für die Erkennung von Wächterlymphknoten wird an der PTB ein Verfahren entwickelt, bei dem die Anreicherung des Fluoreszenzfarbstoffes Indocyaningrün in den Lymphknoten in der Nähe des Tumors durch Fluoreszenzmessungen mit einer CCD-Kamera beobachtet wird. Wenn die Lymphknoten nicht unmittelbar ...


Effiziente zeitaufgelöste optische Hirnbildgebung größerer Areale

Ein neues Konzept erlaubt die Erhöhung der Zahl der Sendeoptoden und die optische Bildgebung dynamischer physiologischer Prozesse im Gehirn ohne geschwindigkeitslimitierende piezomechanische Schalter. Die Senderpositionen wurden mittels Multiplexing ...


GLM-Analyse von in-vivo-Messungen zur motorischen Aktivierung des Gehirns mit zeitaufgelöster Nahinfrarotspektroskopie (NIRS)

In Kooperation mit Dr. E. Molteni (Politecnico di Milano) wurden Zeitreihen der hämodynamischen Antwort auf motorische Stimulation (Fingerbewegungen) bei gesunden Probanden und Schlaganfallpatienten mittels einer statistischen GLM (General Linear Model)-Analyse untersucht. Die Messungen waren in Kooperation ...


Absolutbestimmung der Quantenausbeute von fluoreszierenden Nanomaterialien

Mit dem zunehmenden Einsatz von Nanomaterialien in den verschiedensten Bereichen gewinnen Methoden an Bedeutung, mit denen sich diese Materialien charakterisieren und insbesondere auch in biologischen Matrizen verfolgen lassen. Im EMRP-Projekt ...


Erfolgreicher Abschluss des Projekts zum Transfer von FuE-Ergebnissen zur Bestimmung von Zellkonzentrationen in Körperflüssigkeiten

Die Rückführung von Zellkonzentrationsbestimmungen auf das SI-Einheitensystem ist im klinischen Umfeld derzeit nur indirekt über die Teilnahme bei Ringversuchen zur externen Qualitätssicherung möglich. Der Nachteil besteht in der Verwendung von Kontrollmaterialien ...


Temperaturverteilung in großen Lagertanks

Im Rahmen eines PTB-Projekts mit Partnern von Eichdirektion, Industrie und Universität wurden Temperaturverteilungen in Tanks für Normal- und Extremsituationen beim Nachfüllen und bei zeit- und ortsabhängigen Umgebungstemperaturen simuliert. Die Simulationen stimmten qualitativ ...


Dreidimensionale Simulation turbulenter aktiver Flüssigkeiten

Aktive Flüssigkeiten, wie Bakteriensuspensionen oder Suspensionen aus chemisch selbstangetriebenen Schwimmern, haben wegen ihrer besonderen Eigenschaften ein hohes Potential für künftige Anwendungen. Zur Bestätigung eines hydrodynamischen Modells ...


Modellierung von Deformationswellen in biologischen Zellen

In Mikrotropfen, die aus  Protoplasma des Schleimpilzes Physarum Polycephalum bestehen, wurden laufende und rotierende Deformationswellen sowie irreguläre Kontraktionsmuster gefunden. Wissenschaftlern der PTB ist es gelungen ...


Helmholtz-Seminar zur Berechnung der Messunsicherheit in der Praxis

Am 19. und 20. März 2013 fand in der PTB-Berlin zum dritten Mal das Seminar "Berechnung der Messunsicherheit - Empfehlungen für die Praxis" statt. Die Veranstaltung wendet sich an Mitarbeiter ...


Moderne Regelung für die Softwareaktualisierung in Messgeräten

Der Fachbereich 8.5 hat das BMWi bei der Entwicklung und Abstimmung von Verfahren zur Aktualisierung von Software in Messgeräten im Rahmen der Novelle des Mess- und Eichgesetzes (MessEG) intensiv beraten und Lösungsentwürfe, die den oben genannten Zielen entsprechen, erarbeitet. Sowohl Wirtschaft als auch Marktüberwachungsbehörden ...


Komplexe Softwarearchitekturen in modernen Messsystemen

Software in Messsystemen erreicht inzwischen oft einen Komplexitätsgrad, der höchste Ansprüche an die Prüfung der metrologischen Eigenschaften stellt. Bei einem zu prüfenden Geschwindigkeitsmessgerät ...


Unterstützung bei der Entwicklung neuer Vorgaben für Geldspielgeräte

Das für die Spielverordnung zuständige Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie hat im Jahre 2013 einen Novellierungsentwurf für die Spielverordnung vorgelegt, indem erhebliche Verbesserungen des Spielerschutzes angestrebt sind. Um den Vollzug der Bauartzulassung ...


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Metrologie für die Wirtschaft

„Revisionssicheres System zur Aufzeichnung von Kassenvorgängen und Messinformationen, INSIKA – Konzept, Umsetzung und Erprobung“

Voraussichtlich im März 2013 erscheint der PTB-Bericht IT-18 „Revisionssicheres System zur Aufzeichnung von Kassenvorgängen und Messinformationen“.

Der Bericht fasst die Ergebnisse der Forschungs- und Entwicklungsarbeit des Projekts „Integrierte Sicherheit für messwertverarbeitende Kassensysteme“ (INSIKA) zusammen. Beschrieben werden darin ...


Start des ZIM-Projektes „Neue nanopartikuläre Kontrastmittel für das Magnetic Particle Imaging“

Seit diesem Jahr arbeitet die PTB an einem vom Bundesministerium für Wirtschaft über zwei Jahre geförderten ZIM-Projekt zur Erforschung neuer nanopartikulärer Kontrastmittel für das Magnetic Particle Imaging (MPI) mit. Mit der neuen Bildgebungsmethode ...


EMRP Projekt IND52: Multidimensionelle Reflektometrie für die Industrie

Im Rahmen des von 9 europäischen Partnern durchgeführten EMRP-Projektes IND52, das am 01.09.2013 gestartet wurde,  werden Verfahren zur messtechnischen Charakterisierung der visuellen optischen Eigenschaften von Oberflächen untersucht. Die Charakterisierung dieser Eigenschaften ...


Entwicklung neuer Sensoren für die durchflusszytometrische Zellzählung

Die Durchflusszytometrie wird in der medizinischen Diagnostik zur Bestimmung der Konzentration von Zellen routinemäßig eingesetzt. Dabei werden die Zellen anhand von Impedanzänderungen ...


Abschluss des MNPQ-Projektes „Aufbau eines pädiatrischen EKG-Referenzsystems zur Funktionserweiterung Automatisierter Externer Defibrillatoren“

In diesem vom Bundesministerium für Wirtschaft über drei Jahre geförderten Projekt erstellte die PTB in Kooperation mit der Metrax GmbH einen Datensatz von pädiatrischen Elektrokardiogrammen (EKGs), mit dem die immer häufiger installierten automatisierten externen Defibrillatoren ...


Entwicklung einer mathematischen Methode zur spektralen Entfaltung

In Zusammenarbeit mit der Firma TechnoTeam Bildverarbeitung GmbH wurde ein mathematisches Verfahren entwickelt, um Strahlungs-Verteilungskurven hinsichtlich der Einflüsse des verwendeten Monochromators zu korrigieren. Das entwickelte Verfahren ...


Neues MNPQ Projekt: Entwicklung von Verfahren zur Charakterisierung integraler Größen aus differentiellen optischen Messungen

In der industriellen optischen Messtechnik werden zunehmend differentielle Messverfahren eingesetzt, die eine vollständige Charakterisierung des Messobjektes z.B. in Form von Temperatur- oder Leuchtdichteverteilungen liefern. Aus den differentiellen Messungen ...


Genauere Modellierung des TWIs durch die Simulationsumgebung

Im Rahmen des laufenden ERMP-Projektes IND10 wurde für das Tilted-Wave-Interferometer (TWI) die an der PTB entwickelte Simulationsumgebung  signifikant erweitert. So wurde u.a. ein scannendes TWI konfiguriert ...


Bestimmung der Rauheit von Linienprofilen mit Hilfe der Scatterometry

In der Scatterometry können kritische Strukturgrößen von lithographischen Masken indirekt vermessen werden. Bisher wurden Verfahren entwickelt, die es ermöglichen die Breiten von Linien und deren Schichtdicken mit einer Genauigkeit von nur wenigen Nanometern zu bestimmen. Mit einem erweiterten Auswerteverfahren ...


Mobile Messtechnik für Elektrofahrzeuge im Straßenverkehr

Nach erfolgreichem Abschluss der ersten Förderphase des Vorhabens On-Board-Metering, bei dem für die PTB die Integration von Messtechnik in die Fahrzeuge als Bestandteil eines neuartigen Ladekonzepts für Elektrofahrzeuge im Vordergrund stand, werden seit September 2012 ...


Lizenzvereinbarung PTB und D-Trust über Nutzung von INSIKA-Software

Die D-Trust GmbH, ein Tochterunternehmen der Bundesdruckerei GmbH, und die PTB haben eine Lizenzvereinbarung zur Nutzung einer von der PTB gemeinsam mit Partnern im Rahmen des vom BMWi geförderten MNPQ-Vorhabens „Integrierte Sicherheitslösung ...


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Internationale Angelegenheiten

PTB-Messverfahren zur Zellzählung vom Joint Committee for Traceability in Laboratory Medicine (JCTLM) als Referenzmessmethode anerkannt

Das von der PTB für die Bestimmung der Konzentration von Blutplättchen eingesetzte und in einer entsprechenden DIN-Norm beschriebene Zellzählverfahren ...


Wissenschaftlich-Technologische Zusammenarbeit zwischen der PTB und der Universität Tandil, Argentinien

Im Rahmen eines vom BMBF unterstützten Projektes zur Förderung der Wissenschaftlich-Technologischen Zusammenarbeit (WTZ) mit Argentinien werden zusammen mit dem Institut für Physik der Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires in Tandil F&E-Arbeiten ...


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Archiv der Jahresberichte

Hier finden Sie alle bisher erschienenen Forschungsnachrichten aus der Abteilung 8.
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© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2013-12-12, Webmaster Abteilung 8 Seite drucken DruckansichtPDF-Export PDF