Medizinphysik

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In vielen Bereichen der Medizin sind physikalische Methoden nicht mehr wegzudenken - sei es zur Diagnose oder auch zur Therapie.

Artikel

Eine heiße Sache 

Thermische Magnetresonanz-Tomographie an der Schnittstelle zwischen Physik, Medizin und Biologie

  • Eva Oberacker, Lukas Winter und Thoralf Niendorf
  • 04 / 2018 Seite: 27
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Eine erhöhte Temperatur deutet auf eine Abwehr­reaktion des Körpers hin – sei es lokal bei Entzündungsherden oder systemisch bei Fieber. Und auch in der Therapie findet Wärme Anwendung: Beispielsweise lassen sich Schmerzen mittels Infrarotbestrahlung lindern oder Tumore lokal durch Erwärmung behandeln. Hier ist eine Methode erforderlich, mit der sich die Wärme gezielt in den Körper einbringen lässt. Die sog. thermische Magnetresonanz-Tomographie bietet die einmalige Möglichkeit, die Wirkung der...

Heilung unter Druck

  • Bernd Müller
  • 07 / 2017 Seite: 58
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Reiner Sauerstoff begünstigt die Heilung von Wunden, wenn er unter hohem Druck verabreicht wird. Doch Taucher wissen: Zuviel Sauerstoff kann auch gefährlich sein.

Auf Herz und Nieren prüfen

Mikrofluidische Zellkultursysteme helfen bei der Wirkstoffentwicklung und ermöglichen personalisierte Medizin.

  • Britta Hagmeyer, Holger Becker, Simon Werner und Martin Stelzle
  • 10 / 2016 Seite: 31
thumbnail image: Auf Herz und Nieren prüfen

Die Funktionsweise von Organen lässt sich im Labor mit mikrofluidischen Zellkultursystemen simulieren, um beispielsweise die Wirkung eines Medikaments zu untersuchen. Um solche Organ-on-Chip-Systeme herzustellen und zu verwenden, ist Interdisziplinarität gefragt: Physiker, Ingenieure, (Bio-)Chemiker und Mikrotechnologen arbeiten mit Biologen, Toxikologen und Pharmazeuten zusammen.

Mikrosysteme ins Auge gefasst

Winzige elektronische Systeme verbessern Diagnose und Rehabilitation in der Augenheilkunde.

  • Thomas Stieglitz, Linda Rudmann und Juan S. Ordoñez
  • 05 / 2016 Seite: 33
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Die Möglichkeit, komplexe elektronische Systeme zu miniaturisieren, hat in der Augenheilkunde zu neuartigen Verfahren geführt. So ist es möglich, den Augeninnendruck kontinuierlich zu messen oder biochemische Daten wie den Blutzucker zu ermitteln. Die technische, elektrische Stimulation von Zellen der Netzhaut erlaubt es, eine Erblindung zu vermeiden oder ein beschränktes Maß an Sehvermögen wiederherzustellen. Allerdings sind die Herausforderungen an Materialien und Fertigungstechniken für...

Mit Kohlenstoff gegen Krebs

  • Kerstin Sonnabend
  • 12 / 2015 Seite: 10

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Physik für Patienten

Die Medizintechnik ist eine Wachstumsbranche, in der auch viele Physikerinnen und Physiker arbeiten.

  • Maike Pfalz
  • 10 / 2015 Seite: 25
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Alle Augen sind auf den Laufsteg gerichtet. Ein junger Mann schreitet ihn entlang – aufrecht und selbstbewusst, aber doch nicht ganz so elegant, wie man es vielleicht bei einer Modenschau erwarten könnte. Ein Bein bewegt sich ganz normal, beim anderen schwingt das Knie ruckartig von der Beugung zurück in die gestreckte Position. Trotz der fehlenden Eleganz sind alle Menschen rund um den Laufsteg zufrieden: Die Knieprothese funktioniert zuverlässig.

Kalte Plasmen in der Medizin

Der „Cocktail“ der aktiven Plasmabestandteile ist vielversprechend bei der Heilung von chronischen Wunden.

  • Stephan Reuter, Kai Masur, Thomas von Woedtke und Klaus-Dieter Weltmann
  • 10 / 2014 Seite: 39
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Seit den 1970er-Jahren dienen Plasmen dazu, Blutungen zu stoppen oder Medizinprodukte zu sterilisieren. Im Gegensatz zu diesen heißen Plasmen bieten kalte Plasmen, die sich an der Luft bei Umgebungsdruck betreiben lassen, neue Möglichkeiten in Therapie und medizinischer Forschung. Erste Quellen für diese Plasmen haben bereits den Status von Medizinprodukten erlangt. Großangelegte klinische Studien sollen nun den Nutzen der kalten Plasmen für die Medizin zeigen...

Kernphysik gegen Krankheiten

  • Maike Pfalz
  • 06 / 2014 Seite: 7
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Tief ins Auge geschaut

  • Michael Vogel
  • 05 / 2014 Seite: 44
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Veränderungen an der Netzhaut weisen bereits in einem frühen Stadium auf Krankheiten hin. Mit der Optischen Kohärenztomografie lassen sie sich berührungslos und hochaufgelöst erfassen.

Haariges Hören

Haarzellen im Innenohr lassen sich als aktives Nichtgleichgewichts-System auffassen.

  • Kai Dierkes und Benjamin Lindner
  • 04 / 2014 Seite: 37
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Bis zu 15 Millionen Menschen in Deutschland klagen gelegentlich oder auch häufiger über Hörprobleme. Die möglichen Ursachen sind vielfältig, meist jedoch ist es Lärm, der die Sinneszellen im Innenohr irreversibel schädigt. Nicht nur Mediziner und Biologen erforschen das Gehör, sondern auch Physiker. Neben Forscherneugier eint sie die Hoffnung, dass unser wachsendes Verständnis für die biophysikalische Funktionsweise des Ohres auch zu neuen diagnostischen und therapeutischen Ansätzen führen kann.

Der Fingerhut

  • Michael Vogel
  • 01 / 2014 Seite: 40
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Um den Allgemeinzustand von Patienten zu überwachen, liefert die Sauerstoffsättigung des Blutes einen wichtigen Kennwert. Dank Pulsoxymetern geht das ohne Nadelstich.

Unsichtbare Spuren im Blut

Mithilfe der Infrarot- und Raman-Spektroskopie lassen sich Marker für verschiedene Krankheiten im Blut bestimmen.

  • Wolfgang Petrich
  • 12 / 2011 Seite: 35
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Chemische Methoden erlauben es, die Inhaltsstoffe des Blutes sehr genau zu bestimmen, und bilden daher eine unverzichtbare Säule der medizinischen Diagnostik. Da diese Methoden zum Teil recht aufwändig sind, versuchen Wissenschaftler nun, diagnoserelevante Informationen direkt aus dem Infrarot- oder Raman-Spektrum des Blutes abzuleiten. Erste Erfolge dieser reagensfreien Diagnostik bedürfen zwar noch der weiteren Überprüfung und Entwicklung, sie sind jedoch auf dem Weg zur Anwendung einen...

Vorsorge gegen Grünen Star

  • Michael Vogel
  • 06 / 2011 Seite: 54
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Der Augeninnendruck dient als wichtiger Indikator, um krankhafte Veränderungen am Auge frühzeitig zu erkennen. Gemessen wird er meist auf überraschend primitive Weise.

Tumore unter schwerem Beschuss

  • Maike Pfalz
  • 11 / 2009 Seite: 7

Technetium: Upgrade gegen Engpass

  • Maike Pfalz
  • 09 / 2009 Seite: 9

Strahlend durchleuchtet

  • Katja Bammel
  • 02 / 2009 Seite: 38

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Mit Radionukliden lassen sich Krankheiten frühzeitig diagnostizieren und therapieren. Technetium mit seiner kurzen Halbwertszeit ermöglicht dabei eine geringe Strahlenbelastung.

Tief in die Augen geschaut

Neue Technologien stärken die Kurzkohärenzinterferometrie als wichtiges Diagnosewerkzeug.

  • Martin Hacker und Michael Kempe
  • 02 / 2009 Seite: 31

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Obwohl es nahe liegt, das Auge mit optischen ­Methoden zu untersuchen, war es in der Vergangenheit nicht möglich, im Augeninneren und insbesondere bei der Netzhaut medizinisch relevante tiefenaufgelöste Strukturinformation zu gewinnen. In den letzten Jahren hat sich diese Situation dank neuer Diagnoseverfahren, die auf der Interferometrie mit spektral breitbandigem bzw. zeitlich kurzkohärentem Licht beruhen, jedoch geändert. Aktuell geht die technologische Entwicklung u. a. hin zu einer...

Auf Spurensuche im Atem

Höchstempfindliche Infrarot-Laserspektroskopie findet Biomarker in der Atemluft.

  • Manfred Mürtz und Peter Hering
  • 10 / 2008 Seite: 37

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Atemanalysen gewähren – ähnlich wie Bluttests – Einblicke in den menschlichen Stoffwechsel. Der Mensch atmet hunderte von Substanzen aus, die meisten allerdings nur in äußerst geringen Spuren. Einige erlauben Aussagen über den Stoffwechsel oder geben Aufschluss über Krankheiten. Die Infrarot-Laser­spektroskopie spürt Spurengase im Atem auf und eröffnet zahlreiche Möglichkeiten der Anwendung im Klinikalltag oder in der biomedizinschen Forschung.

Lasern statt bohren

  • Ulrich Kilian
  • 09 / 2008 Seite: 120

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In der Zahnmedizin versprechen Laser nicht nur eine schnelle Diagnostik, sondern auch die schmerzfreie Therapie.

Blitzschnelle Einblicke

Funktionale Bildgebung mit der Positronen-Emissions-Tomographie entlarvt Krebs im Frühstadium.

  • Carsten Degenhardt und Andreas Thon
  • 07 / 2007 Seite: 23

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Bildgebende Verfahren haben die Möglichkeiten von Diagnostik und Therapie revolutioniert. Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) macht Körperfunktionen auf molekularer Ebene sichtbar und erlaubt es, Tumore anhand ihrer Stoffwechselaktivität schon im Frühstadium zu erkennen. Die Berücksichtigung der Flugzeit steigert die Empfindlichkeit des Detektors und liefert somit qualitativ bessere Bilder bzw. ermöglicht eine geringere Strahlenbelastung des Patienten oder eine verkürzte...

Mit Druck und Laser gegen Tunnelblick

  • Katja Bammel
  • 05 / 2007 Seite: 42

Schwere Geschütze gegen Krebs

Der Weg der Schwerionentherapie von den physikalischen Einsichten zur klinischen Anwendung

  • Gerhard Kraft
  • 02 / 2007 Seite: 29

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Krebs ist nach Kreislauferkrankungen die häufigste Todesursache. Grund genug, neue Erfolg versprechende Therapien zu entwickeln. Dazu zählt die Schwerionentherapie, insbesondere mit Kohlen-stoffionen. Jahrzehntelange Grundlagenforschung, erfolgreiche klinische Tests und das Interesse der Industrie haben nun endlich den Weg dafür geebnet, die Krebstherapie mit schweren Ionen im Klinikalltag zu etablieren.

Molekulare Bildgebung in der Medizin

  • Tobias Schaeffter
  • 04 / 2005 Seite: 29

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Die moderne Medizin zielt mehr und mehr darauf ab, Krankheiten auf der Ebene molekularer Prozesse zu verstehen. Mit spezifischen Kontrastmitteln und entsprechenden bildgebenden Verfahren ist es mittlerweile möglich, biologische Prozesse auf zellulärer und molekularer Ebene darzustellen. Das Ziel der molekularen Bildgebung ist es, krankhafte molekulare Veränderungen zu erkennen, um Krankheiten frühzeitiger diagnostizieren und Therapien besser kontrollieren zu können.

News

Befreit durchatmen

Mit einem Gas-Sensor lassen sich drohende Asthmaanfälle bereits in einem sehr frühen Stadium erkennen.

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Ionenbestrahlung von lebendem Gewebe studieren

Gewebekulturen menschlicher Tumoren ermöglichen Erforschung der Ionenbestrahlung unter realen Bedingungen.

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Physik macht gesund!

Medizinische Physik: Schnittstelle zwischen Forschung und praktischer Medizin

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Tumore unter schwerem Beschuss

Heute wird das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum HIT feierlich eröffnet.

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Das ist der HIT!

In zwei Jahren wurden am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT) bereits 600 Tumorpatienten behandelt.

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Koloss gegen Krebs

Am Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum HIT ist die über 600 Tonnen schwere Gantry in Betrieb gegangen, die einmalige Möglichkeiten zur Tumorbehandlung bietet.

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Hoffnung auf Teilchen zerstrahlt

In Kiel und Marburg wird es keine Krebstherapie mit Ionenstrahlen geben.

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Links

Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum

Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT)

GSI - Schwerionentherapie

Tumortherapie mit schweren Ionen

Welt der Physik

Hintergrundinformationen zu Methoden der Physik in Diagnose und Therapie

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