Die Raman-Spektroskopie ist eine der nützlichsten Technologien im modernen Gesundheitswesen. Diese Technik ermöglicht die Identifizierung und Untersuchung der Molekularstrukturen chemischer Verbindungen, was für die Diagnose von Krankheiten und die Entwicklung neuer Medikamente von entscheidender Bedeutung ist. Die Raman-Spektroskopie ist ein hervorragendes Instrument für den Einsatz in der Medizin, da die Messung schnell und nicht-invasiv ist. Infolgedessen können Mediziner mit unglaublicher Geschwindigkeit und Genauigkeit Störungen erkennen und deren Entwicklung verfolgen, was die Patientenversorgung verbessert. Darüber hinaus ist die Raman-Spektroskopie ein wichtiges Instrument für die Entwicklung neuer medizinischer Ansätze und die Durchführung klinischer Studien.
Anwendungen im Gesundheitswesen
WAS IST RAMAN-SPEKTROSKOPIE?
Die als Raman-Spektroskopie bekannte molekulare Spektroskopietechnik beruht auf der inelastischen Streuung von monochromatischem Licht an molekularen Strukturen. Die Anregungszustände der Moleküle werden durch das einfallende Laserlicht verändert, was dazu führt, dass die Moleküle Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen im Verhältnis zur Anregungswellenlänge erzeugen (sogenannte Stokes- oder Anti-Stokes-Verschiebungen). Jede Substanz hat ein einzigartiges Raman-Spektrum. Aus diesem Grund können das Vorhandensein und die Zusammensetzung verschiedener Chemikalien mit Hilfe der Raman-Streuung nachgewiesen und quantifiziert werden.
Die Raman-Spektroskopie ist ein zerstörungsfreies Verfahren, das heißt, die Probe wird in keiner Weise beschädigt oder verändert. Es handelt sich außerdem um ein berührungsloses Verfahren, d. h. es kann zur Analyse von Proben verwendet werden, ohne dass diese mit ihnen in Kontakt kommen. Dies macht die Raman-Spektroskopie zu einem idealen Verfahren für die Analyse empfindlicher oder sensibler Proben.
PROBLEME IM GESUNDHEITSWESEN
Die Hauptprobleme bei medizinischen Messungen sind:
- Invasivität. Zur Messung von Parametern, z. B. des Blutes, muss die Kontinuität der Haut durch eine Blutentnahme unterbrochen werden, die dann an ein spezialisiertes Labor geschickt wird.
- Die hohe Hürde für den Patienten, die Messung durchzuführen - es gibt auf dem Markt keine Lösungen zur Messung von Gesundheitsparametern, die eine schnelle, billige, nicht-invasive, problemlose Messung und sofortige Anzeige des Ergebnisses ermöglichen. Ein häufiges Bedürfnis ist eine bestimmte Prozedur, die der Patient vor der Messung einhalten muss, z. B. morgens mit leerem Magen in die medizinische Einrichtung zu kommen und Blut für die Forschung abzunehmen.
- Lange Wartezeit auf Messergebnisse. Es gibt keine Lösungen auf dem Markt, die das Messergebnis sofort anzeigen können. Die Diagnostik erfordert in der Regel eine mehrtägige Wartezeit für den Versand an das Labor, die Probenanalyse und die Übermittlung der Ergebnisse.
- Medizinische Abfälle - bei den meisten Lösungen fallen medizinische Abfälle an, entweder in Form von gebrauchten Teststreifen (z. B. Blutzuckermessgeräte) oder von gebrauchtem Zubehör wie Watte, Nadeln, Spritzen usw.
UNSERE LÖSUNG
Der Einsatz unserer spektrophotometrischen Plattform in der medizinischen Forschung beseitigt die meisten Barrieren der bisher verwendeten Lösungen und erhöht den Lebenskomfort der Patienten erheblich. Da es sich um eine miniaturisierte, spezielle Variante teurer Laborgeräte handelt, vereint es die besten Eigenschaften von Labor- und mobilen Lösungen. Wir reagieren auf die Bedürfnisse der Industrie, indem wir nicht-invasive Messungen mit einem Lichtstrahl und optischen Systemen anbieten, ohne die Kontinuität der Haut zu unterbrechen. Außerdem verringern wir die Messbarriere für den Patienten, da das Gerät bei ihm zu Hause oder an öffentlich zugänglichen Orten verfügbar sein kann.
Darüber hinaus zeigt das Gerät die Ergebnisse in Echtzeit an, direkt nach der Messung. Daher ist es nicht erforderlich, auf eine erweiterte Laboranalyse zu warten.
Das Gerät verursacht keine medizinischen Abfälle, da es keine Verbrauchsmaterialien wie Streifen, Einwegsensoren oder Messzubehör wie Spritzen, Nadeln oder Watte gibt.
Fall 1: Messung durch die Haut
Die transkutane Messung ist dank der Verwendung von:
- ein einzigartiger Messkopf zur Erfassung des von der menschlichen Haut reflektierten Signals,
- viele Hardware-Lösungen, die das vom Messobjekt ausgehende Rauschen reduzieren,
- spezielle Messverfahren, die Faktoren wie Schweiß, Wärme, Hautlumineszenz berücksichtigen,
- einzigartige klassische und KI-Algorithmen, die bei der Verarbeitung von biologischen Signalen gelernt wurden.
Fall 2: Schweißdiagnose
Die Messung von Gesundheits-Biomarkern beispielsweise aus menschlichem Schweiß (aber auch aus anderen Körperflüssigkeiten) ist dank der Verwendung von:
- einen einzigartigen Messkopf, der das Phänomen der Oberflächensignalverstärkung (SERS) auf speziell entwickelten Messsubstraten nutzt,
- proprietäre Hardwarelösungen zur Entrauschung und Messverfahren, die biologische Phänomene in der Haut berücksichtigen,
- einzigartige klassische und KI-Algorithmen, die bei der Verarbeitung von biologischen Signalen gelernt wurden.
Fall 3: Speicheldiagnostik
Die Speichelmessung mit der von Gekko Photonics entwickelten Technologie erfolgt analog zum Speichel (Fall 2). Dennoch ändern sich das Messverfahren und die Signalverarbeitungsalgorithmen aufgrund von Unterschieden in der Morphologie des Speichels und der nachgewiesenen Substanzen.
Urin oder Tränen können auf die gleiche Weise gemessen werden. Die Liste der Stoffe, die mit unserer Technologie gemessen werden können, ist sehr lang.
