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Physikalisch-Technische Bundesanstalt

FachabteilungenAbt. 8 Medizinphysik und metrologische Informationstechnik > Akt. Forschungsn. u. Nachrichten Jahresber. 2014
Aktuelle Forschungsnachrichten und
Nachrichten aus dem Jahresbericht 2014

Aktuelle Forschungsnachrichten

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

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 ...


Strommessung in implantierten Drähten

Im Rahmen des EMRP-Projekts HLT06 MR Safety wurde ein Sensor mit faseroptischer Signalübertragung entwickelt, um induzierte Hochfrequenz-Ströme in implantierten Drähten oder  drahtähnlichen Objekten, z.B. Stimulationselektroden, im menschlichen Körper während einer MRT-Untersuchung zu messen. Die In-situ-Kalibration ...


Messverfahren für die abgestrahlte Leistung von MRT-Hochfrequenzspulen

Für die Bewertung der Patientensicherheit einer mehrkanaligen MR-Sendespule bezüglich der deponierten Hochfrequenzleistung ist Kenntnis der kompletten Leistungsbilanz des Sendepfades essentiell. Bei Ultrahochfeldsystemen ...


Validiertes Spulenmodell

Bei einer Abschätzung der im Körper eines Patienten absorbierten Hochfrequenzleistung während einer Untersuchung im MR-Tomografen stellt sich stets die Frage der Vertrauenswürdigkeit der genutzten Modellrechnungen. Im Rahmen des EMRP-Projekts HLT06 MR Safety ...


Degenerierter Platzwechsel

Der Einschluss des Edelgases Xenon in käfigartige Biomoleküle ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung neuer, magnetresonanztomographischer  Methoden zum Nachweis von Biomarkern in Zellen oder Organismen bei nativen Konzentrationen. Kernspinpolarisiertes 129Xe wechselt permanent zwischen einem Platz im Käfigmolekül und der umgebenden Lösung hin und her und dieser Austausch trägt entscheidend zur Signalverstärkung bei. Diesen Prozess zu verstehen ist unerlässlich ...


Messunsicherheiten von MR-Tomografen

Ein im Jahr 2012 durchgeführter "Ringvergleich" von 3-Tesla-MRT-Scannern aus acht europäischen Forschungszentren wurde jetzt auf zwei Berliner Scanner ausgeweitet und ausgewertet. Insbesondere wurden hierbei ...


Aufbau einer magnetisch geschirmten Kabine an der Neutronenquelle der TU München

An der TU München in Garching wurde im Rahmen des Schwerpunktprogramms der DFG: Precision experiments in particle- and astrophysics with cold and ultracold neutrons (SPP 1491) ein transportierbarer magnetisch abgeschirmter Raum mit einem Restfeld von  <700 Pikotesla und einem Feldgradienten von weniger als 300 pT/m in Betrieb genommen. In einer Kooperation ...


Miniaturisiertes SQUID-System zur Charakterisierung magnetisch geschirmter Umgebungen

Um die magnetischen Eigenschaften magnetisch geschirmter Umgebungen zu charakterisieren, wurde ein miniaturisiertes Messsystem auf der Grundlage von 16 supraleitenden Quanteninterferometern (SQUIDs) aufgebaut. Diese werden in einem kompakten unmagnetischen Dewar-Gefäß ...


Neuentwicklung von Referenzmessverfahren für die Laboratoriumsmedizin: Mikroskopische Zellkonzentrationsbestimmung

Im europäischen Forschungsprojekt „BioSITrace“ zur Quantifizierung biologischer Entitäten wird untersucht, inwieweit Zählverfahren als fundamentale Messmethoden im Rahmen des SI-Systems für biologische, biochemische oder biomedizinische Messgrößen eingesetzt werden können. An der PTB wurden ...


Pilotstudie zur mikroskopischen Zellzählung

Die mikroskopische Zellzählung wird in der Biotechnologie und Pharmazie zur Qualitätskontrolle und in der Medizin auch zur Diagnostik eingesetzt. Bislang fehlen jedoch etablierte Referenzverfahren ...


Realistische Modellierung von Kantenrauheit mittels Fourier-Optik

Durch die fortschreitende Miniaturisierung in der Halbleitertechnik gewinnen die realistische Beschreibung und die zerstörungsfreie Messung von Rauheit zunehmend an Bedeutung. Innerhalb des EMRP-Projekts IND17 wurde ...


Aussagekraft eines Ringvergleichs bei instabilem Transferstandard

Ein wesentliches Ergebnis internationaler Vergleichsmessungen (key comparisons) sind die „degrees of equivalence“, die die Äquivalenz der beteiligten Laboratorien quantifizieren. Diese Charakteristika in der Analyse von Ringvergleichen ...


GUM: Past, Present and Future

Im Rahmen des workshops ‘Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM): Past, Present and Future’, den das NPL Ende 2013 veranstaltet hat, wurden aktuelle Entwicklungen im Rahmen der bevorstehenden Revision des GUMs diskutiert und 2014 in einem Sonderband der Zeitschrift Metrologia veröffentlicht. Die PTB hat ...


Neues Verfahren zur Lösung von rechenintensiven inversen Problemen

Die Lösung statistischer inverser Probleme mit Hilfe von Sampling Methoden erfordert eine vielfache Berechnung des Vorwärtsmodells. Rechenintensive Anwendungen wie die Scatterometrie ...


Verbesserung der Birge-Methode

Die sog. Birge-Methode wird in der Metrologie benutzt, um die Unsicherheiten inkonsistenter Messergebnisse für die gleiche Messgröße zu erweitern. Dabei werden alle angegebenen Unsicherheiten ...


Virtuelles Experiment für Nahfeldgoniophotometrie

Die kamerabasierte Nahfeldgoniophotometrie ermöglicht die Bestimmung der Leuchtdichteverteilung von Leuchten und Lampen, wie sie z.B. für die Konstruktion von Reflektoren benötigt wird. Zur Charakterisierung der Genauigkeit dieser komplexen Messtechnik ...


Einheitliche Bayessche Auswertung von immunologischen Tests einer Vergleichsstudie

Die ELISA-Tests der internationalen Vergleichsstudie CCQM P58.1 wurden in der PTB mit einer einheitlichen Bayesschen Methode ausgewertet. Insbesondere für 3 der ELISAs gelang dies ...


Fortpflanzung von Unsicherheiten bei Strömungen

Strömungen werden von einer Vielzahl von Parametern beeinflusst. Hierzu zählen unsichere Anfangs- und Randbedingungen (z.B. für Temperatur, Druck, Geschwindigkeitsprofil), Herstellungstoleranzen und -ungenauigkeiten (z.B. Rauigkeiten, Winkel, Radien), die wiederum die Messunsicherheit von Durchflussmessungen beeinflussen können. Im Rahmen ...


Start des EMRP-Projekts "Sensor Network Metrology for the Determination of Electrical Grid Characteristics"

Mitte 2014 wurde das EMRP-Forschungsvorhaben “Sensor Network Metrology for the Determination of Electrical Grid Characteristics" gestartet. Zusammen mit dem Projektkoordinator NPL ...


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Metrologie für die Gesellschaft

Erwärmung von Hüftimplantaten bei MRT-Untersuchungen

Im Rahmen des EMRP-Projekts HLT05 MRI Safety nahm ein Wissenschaftler des Fachbereichs 8.1 an einem Wissenschaftleraustauschprogram (RMG) mit dem Ziel des "Know-how"-Transfers teil. Während des dreimonatigen Gastaufenthalts ...


Erwärmung von Hüftimplantaten bei MRT-Untersuchungen

Im Rahmen des EMRP-Projekts HLT05 MRI Safety nahm ein Wissenschaftler des Fachbereichs 8.1 an einem Wissenschaftleraustauschprogram (RMG) mit dem Ziel des "Know-how"-Transfers teil. Während des dreimonatigen Gastaufenthalts ...


MR-Spektroskopie an die Anatomie angepasst

In der quantitativen MR-Spektroskopie (MRS) des Gehirns entspricht es dem aktuellen Stand der Technik, das Messsignal aus einem quaderförmigen Zielvolumen (Voxel) zu gewinnen, das in der interessierenden Hirnregion platziert wurde. An die verschlungenen Windungen ...


Funktionelle Magnetresonanz-Spektroskopie am 7T-Tomografen erfasst dynamische Konzentrationsänderungen wichtiger Metabolite im Gehirn

MR-Spektroskopie (MRS) im Ultrahochfeld bietet neben höherem Signal-Rauschverhältnis noch den zusätzlichen Vorteil der höheren spektralen Auflösung. Dies wurde in einer Studie ...


Messungen mit EEG und MRS geben Aufschluss über Mechanismen der multisensorischen Integration im Gehirn

Um die Arbeitsweise des Gehirns bei der sogenannten multisensorischen Integration messtechnisch zu erfassen, wurden Versuchspersonen in Kooperation mit der Charité-Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie mit den Methoden Elektroenzephalografie (EEG) und Magnetresonanz-Spektroskopie (MRS) untersucht. Bei der Verarbeitung von Sinnesreizen ...


MR-spektroskopischer Nachweis von Stoffwechselumstellung durch ketogene Diät

Unterzieht man sich einer ketogenen Diät, d.h. sehr geringer Kohlenhydrat- und hoher Fettanteil in der Ernährung bei insgesamt begrenzter Kalorienzufuhr, dann passt sich der Stoffwechsel im Körper an, um die Energieversorgung insbesondere des Gehirns von Glucose auf Ketonkörper (Acetoacetat, 3-Hydroxybutyrat, Aceton) umzustellen. Ketogene Diät war früher ...


Abschluss des vom BMBF geförderten Verbundprojektes „Bernstein Fokus: Neurotechnologie Berlin“

Ein Teilziel des Forschungsprojekts war die Entwicklung einer neuartigen Messmethode zur direkten Darstellung von Hirnströmen mit der Magnetresonanztomografie (MRT) im niedrigen Magnetfeld. Mittels Phantomstudien ...


Entwicklung eines neuen robusten Multikanal-SQUID-Systems für biomagnetische Anwendungen

In Zusammenarbeit der Magnicon GmbH wird zurzeit ein Multikanal-SQUID-System entwickelt, das für ein breites Spektrum von Anwendungen eingesetzt werden kann. In der ersten Phase wurde dazu ...


Mößbauerspektrometrie für die strukturelle Charakterisierung von magnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln für ihre Anwendung in der Biomedizin

Für die Bestimmung der strukturellen Zusammensetzung von Eisenoxid-Nanopartikeln eignet sich hervorragend die temperaturabhängige 57Fe-Mößbauerspektroskopie, mit der sich die Fe-Oxidationsstufen und Anteile unterschiedlicher Eisenphasen in Nanopartikelproben identifizieren und quantifizieren lassen. Für diese Aufgaben ...


Umfrage zu Nukleinsäureamplifikationstests zum schnellen Nachweis von Krankheitserregern

Nukleinsäuretests zum Nachweis von Krankheitserregern sind in der Klinik Routine und werden für ein breites Spektrum von Krankheitserregern angewendet. Neue Technologien und Entwicklungen führen ...


Vergleichsmessungen zur Zellkonzentrationsbestimmung von Erythrozyten und Leukozyten

Bisher bestimmt die PTB die Zellkonzentrationen in Ringversuchen zum Kleinen Blutbild für die Qualitätssicherung der labormedizinischen Untersuchungen in Deutschland. Um diese Aktivitäten ...


Charakterisierung und Vergleich von Geräten zur zeitaufgelösten funktionellen optischen Bildgebung des Gehirns

Die Leistungsfähigkeit derartiger Geräte von vier Partnereinrichtungen wurde im Rahmen des EU-Projektes „nEUROPt“ anhand zweier Protokolle bewertet und verglichen. Das erste Protokoll ...


Separation zerebraler und oberflächlicher hämodynamischer Signale mittels zeitaufgelöster funktioneller Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS)

Bei optischen Messungen der Hirnaktivierung sind zerebrale hämodynamische Signale häufig von oberflächlichen Signalen überlagert. Wir haben eine neue Methode ...


Referenzwerte für optische Eigenschaften flüssiger Phantome

Eine multizentrischen Studie mit 9 Partnereinrichtungen aus 6 Ländern, die vom Politecnico di Milano geführt wurde, verfolgte das Ziel einer genauen Charakterisierung der für streuende und absorbierende Flüssigphantome in der diffusen optischen Spektroskopie und Bildgebung häufig eingesetzten Materialien, Intralipid und Tusche. Mit verschiedenen Messmethoden ...


Fluoreszenzkamera für die intraoperative Wächterlymphknotendetektion

In der Arbeitsgruppe Gewebeoptik und Molekulare Bildgebung wurde eine Fluoreszenzkamera entwickelt und aufgebaut, die das Auffinden von Wächterlymphknoten bei gynäkologischen Krebsarten ermöglichen soll. Mit Hilfe dieser per Hand über das Gewebe zu führenden Kamera ...


Mikroskopie an fluoreszenz-markierten Peptiden in lebenden Zellen

Unter den biologischen Molekülen bilden die Peptide eine interessante Gruppe, da sie u.a. als Botenstoffe vielfältige Aufgaben erfüllen. Die Beziehungen zwischen ihrer Struktur und ihren Wirkungen ...


Kombination der Nahinfrarotspektroskopie mit invasiven Verfahren für die Untersuchung physiologischer Vorgänge in der Kleintierniere

Das an der PTB entwickelte nahinfrarotspektroskopische Verfahren zur Überwachung der Hämoglobin-Konzentration und der Sauerstoffsättigung des Blutes in der Niere von Kleintieren mit Hilfe eines Faser-optischen Sensors wurde im Rahmen einer klinischen Studie ...


EMRP-Projekt ENG63: Metrology für Sensor-Netzwerke zur Charakterisierung elektrischer Netze

Am 01.06.2014 wurde im Rahmen der europäischen Partnerschaft das EMRP-Projekt ENG63 gestartet. Der Fokus des Projekts liegt in der Entwicklung ...


Synchronisation von beweglichen Oszillatoren

Synchronisation ist ein allgegenwärtiges Phänomen, welches vielfach mittels so genannter gekoppelter Phasenoszillatoren beschrieben und studiert wurde. Nahezu alle Studien ...


Modellierung dichter Bakteriensuspensionen

Systeme selbst-angetriebener Teilchen, welche die Energie ihrer Umgebung zur aktiven Bewegung nutzen, sind sowohl Forschungsobjekte der Statistischen Physik des Nichtgleichgewichts als auch  der Biologie, z. B. für Suspensionen von Mikroschwimmern. Viel Interesse gefunden ...


Breit anwendbare Prioren für ELISA-Tests

Für die Bayessche Analyse von immunologischen Tests hat die PTB a priori Verteilungen weiterentwickelt. Dies geschah im Rahmen der Betrachtung von Regressionsproblemen ...


Vorsitzwechsel beim europäischen Harmonisierungsgremium für Software

Der Fachbereich 8.5 „Metrologische Informationstechnik“ hat weiterhin den Vorsitz in der Arbeitsgruppe WG7 „Software“ der europäischen Harmonisierungsorganisation für das gesetzliche Messwesen (WELMEC) inne. In Ihrer letzten Sitzung ...


Wenn Experiment und Simulation an ihre Grenzen stoßen

Im zunehmenden Maße werden Messgeräte, die im gesetzlichen Messwesen zum Einsatz kommen, komplexer. Nicht alle messtechnischen Prüfungen können dann ...


Die „Cloud“ im gesetzlichen Messwesen

Ladestationen für Elektrofahrzeuge beinhalten meist einen geeichten Zähler. Bei einer aktuellen Realisierung versenden diese Zähler ihre Daten an einen zentralen Server. Ladedaten werden dabei ...


IT-Sicherheitsgutachten für Geldspielgeräte

Die Besonderheiten der überwiegend IT-basierten Spielgeräte stellen bei der Zulassungsprüfung qualitativ neue Ansprüche an das Sicherungskonzept der Spielgerätesoftware und der Daten, die vom Spielgerät generiert werden. Von zentraler Bedeutung ist dabei ...


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Metrologie für die Wirtschaft

Mikrofluidische Sensoren für kombinierte optische und elektrische Differenzierung von Partikeln

Mikrofluidische Sensoren für die Zählung von Partikeln werden gegenwärtig weltweit untersucht. Von der PTB werden Sensoren untersucht, die mit unterschiedlichen lithographischen Methoden (z.B. Glasätztechnik) hergestellt werden. Neben der Messung optischer Streulicht- und Fluoreszenzsignale ...


Mikrofluidische Sensoren für kombinierte optische und elektrische Differenzierung von Partikeln

Mikrofluidische Sensoren für die Zählung von Partikeln werden gegenwärtig weltweit untersucht. Von der PTB werden Sensoren untersucht, die mit unterschiedlichen lithographischen Methoden (z.B. Glasätztechnik) hergestellt werden. Neben der Messung optischer Streulicht- und Fluoreszenzsignale ...


Neues EMRP-Projekt: ENG58 zur Messung von Mehrphasenströmungen

Die Hälfte des Energieverbrauches der Welt wird durch Öl und Gas abgedeckt. Bei deren Gewinnung treten mehrphasige Fluidströmungen auf, deren Strömungsmuster ...


EMRP-Projekt IND09: Rückführbare dynamische Kalibrierung für mechanische Größen

Das 2011 von 9 europäischen Partnern gestartete EMRP-Projekt IND09 wurde im August dieses Jahres erfolgreich abgeschlossen. Das Projekt hat für die mechanischen Größen ...


Neue Bewertung und Interpretation von Messdaten in der multidimensionalen Reflektometrie

Im Rahmen eines EMRP-Projektes zur Charakterisierung visueller optischer Eigenschaften von Oberflächen wurde eine neuartige Metrik zur Bewertung und Interpretation multidimensionaler Messdaten in der Reflektometrie entwickelt. Die Metrik erlaubt ...


Analytische Jacobi-Matrizen für das Tilted-Wave-Interferometer

Im Rahmen des EMRP-Projektes IND10 wurde die bisherige numerische Bestimmung der notwendigen Jacobi-Matrizen zur Lösung des inversen Problems beim Tilted-Wave- Interferometer durch eine analytische Bestimmung ersetzt. Je nach Anzahl ...


Feldversuchsphase für OBM II: Laden von Elektrofahrzeugen – Mobiles Messen

Das Forschungsvorhaben „On-Board Metering“ (OBM) mit dem Ziel des Aufbaus einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität ist in die Feldversuchsphase eingetreten. Besonders hervorzuheben ...


Promotionsprojekt zur Betriebssystemabsicherung in Messgeräten

Standard-Betriebssysteme und ihre Programme stellen ein Risiko im gesetzlichen Messwesen dar, da deren Schwachstellen auch in der Software von Messgeräten vorliegen. Gezielte Software-Manipulationen am Messgerät ...


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Internationale Angelegenheiten

Europäisches Projekt zur Standardisierung der Charakterisierung magnetischer Nanopartikel

Das im November 2013 gestartete europäische Projekt „Nanometrology Standardization Methods for Magnetic Nanoparticles (NanoMag)“ hat das Ziel, die Methoden zur Herstellung und Charakterisierung magnetischer Nanopartikel international zu vereinheitlichen und zu standardisieren. Magnetische Nanopartikel ...


Workshop MATHMET 2014: Mathematik und Statistik für die Metrologie

Gemeinsam mit NIST und EURAMET hat die PTB 2014 einen internationalen Workshop zu aktuellen mathematischen und statistischen Fragestellungen in der Metrologie veranstaltet. Themen des Workshops waren ...


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Archiv der Jahresberichte

Hier finden Sie alle bisher erschienenen Forschungsnachrichten aus der Abteilung 8.
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