Laser-enabled opto-medical diagnosis and monitoring techniques in medical engineering – An overview

The technology and methods of optical diagnosis, including bio-monitoring and laser supported medical laboratory diagnostics, show a high potential for application and research. Although it is difficult to give an overview of all the possible fields of use, physicians interested in aspects of biotechnology can be shown some of the solutions involved using examples from affiliated work groups.Investigations about tissue optics and original changes in the so-called ‘scattering coefficient’, particularly for sinusitis and rheumatic arthritis, have led to the direct medical application of these techniques. Also optical monitoring of LITT coagulation and Laser Doppler anemometry has been found to be clinically relevant. Further results from optical spectroscopy, optical molecular imaging and the optical phase microscope are still at the research level, in spite of active international efforts.

ZusammenfassungDie Techniken und Methoden der optischen Diagnostik einschließlich des Bio-Monitoring und der lasergestützten medizinischen Labordiagnostik besitzen in Anwendung und Forschung ein hohes Potenzial. Gleichwohl ist es sehr schwer einen Überblick über alle aktuelle Arbeitsfelder zu geben. Zugleich sollten thematisch aber auch den biotechnologisch interessierten Ärzten an einigen Beispielen Lösungen von assoziierten Arbeitsgruppen vorgestellt werden. So führten Untersuchungen zur Gewebeoptik – und ihrer prioren Änderungen des sogenannten Streukoeffizienten insbesondere bei Sinusitis und rheumatischer Arthritis zu direkten medizinischen Anwendungen. Aber auch das optische Monitoring von LITT-Koagulationen und der Laser Doppler Anemometrie fanden klinischen Bezug. Weitere Ergebnisse der optischen Spektroskopie, des Optical Molecular Imaging und der optischen Phasenmikroskopie stehen trotz aktiver internationaler Bemühungen immer noch im Forschungsstatus.

ResúmenLa tecnología y los métodos de diagnóstico óptico, incluyendo el bio-monitoreo y el uso del láser en diagnóstico médico de laboratorio, poseen hoy en día un alto potencial de aplicación e investigación. A pesar de que resulta difícil tener una perspectiva sobre todos sus posibles campos de aplicación, los médicos interesados en aspectos de la biotecnología pueden encontrar algunas soluciones a traves de ejemplos de grupos de trabajo relacionados.Los estudios sobre la óptica del tejido y los cambios introducidos en el denominado “coeficiente de dispersión”, particularmente para sinusitis y artritis reumatoidea, han dado lugar al uso médico de estas técnicas. Incluso el monitoreo óptico de coagulación LITT y la LDA (Laser Doppler Anemometry) han demostrado ser relevantes en la medicina clínica. Por el contrario, a pesar de los múltiples esfuerzos internacionales, los resultados provenientes de la espectroscopia óptica, de la proyección de imagen molecular óptica y de microscopio de fase óptica continúan siendo investigados.