Trekkies – also Fans der beliebten Star Trek Serien – dürfte der Tricorder ein Begriff sein. Schon auf der ersten Enterprise nutzten die Crew-Mitglieder dieses nahezu magische Gerät, das vom Erkennen der chemischen Zusammensetzungen aller möglichen Stoffe bis hin zu komplizierten medizinischen Diagnosestellungen zu erstaunlichen Dingen fähig war. Ingenieure der University of Stanford haben nun einen echten “Tricorder” entwickelt, der in Zukunft bei der Diagnosestellung von Krebserkrankungen behilflich sein könnte.


Tricorder
Foto: Keith Survell/Flickr; CC BY-NC-SA 2.0

Bombenerkennung als Ausgangspunkt

Geleitet wird das Team der Wissenschaftler aus Stanford von Amin Arbabian und Pierre Khuri-Yakub, die beide als Professoren an der Universität arbeiten. Das von ihnen entwickelte Gerät entstand im Rahmen eines Wettbewerbs der wissenschaftlichen Abteilung der US Army, der DARPA. Im Grunde wollte die US-Armee neue Geräte entwickelt haben, die sie zur Entdeckung von sogenannten IEDs nutzen kann, also vergrabenen, improvisierten Sprengsätzen. Natürlich mussten diese Geräte funktionieren, ohne dass das zu untersuchende Objekt berührt wird.

Das Gerät sendet fokussierte Mikrowellen, die die Moleküle in diversen Materialien zum Vibrieren und somit zur Hitzeentwicklung anregt. Rein haptisch ist dieser Effekt nicht zu spüren, das Material erleidet dabei auch keinerlei Schaden. Die Frequenz, mit der verschiedene Materialien vibrieren, unterscheidet sich und kreiert Schallwellen im Ultraschallbereich, die durch das Gerät aufgefangen und zur Identifikation des jeweiligen Materials eingesetzt werden. Außerdem kann über die Zeit, die die Schallwellen brauchen, um den Detektor zu erreichen, die Entfernung zwischen Detektor und Material gemessen werden, sodass ein virtuelles 3D-Bild des Objekts erstellt werden kann.


What makes the tricorder the Holy Grail of detection devices is that the instrument never touches the subject”, erklärt Arbabian.

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Medizinischer Einsatz: Erkennung von Krebs

Der Grund, warum die Forscher dem Detektor den Spitznamen “Tricorder” gaben, ist sein Potential in medizinischen Anwendungen. Tests mit künstlichen Tumoren aus einem Kunststoffpolymer innerhalb eines Blockes aus Seegras (als Ersatz für menschliches Gewebe) verliefen erfolgreich. Der Detektor erkennt die künstlichen Tumore aus einer Entfernung von bis zu 30 cm. Theoretisch sollte es möglich sein, so maligne Tumorarten in menschlichem Gewebe zu erkennen.

Bis derartige Diagnosemethoden verfügbar sind, werden allerdings noch 10 bis 15 Jahre vergehen.

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