Laserbasierte Geruchsanalyse für die nicht-invasive medizinische Diagnostik

Viele Erkrankungen verändern die Zusammensetzung flüchtiger organischer Verbindungen, kurz VOC, im Körper. Für eine frühe und schonende Diagnostik müssen diese charakteristischen Geruchssignaturen schnell, empfindlich und zuverlässig erfasst werden. Die laserbasierte photoaktustische Spektroskopie (LPAS) analysiert dazu beispielsweise Atemproben oder Abstriche aus Nase, Nabel oder Ohr ohne aufwendige Probenvorbereitung. Breit durchstimmbare Mid-IR-Laser und ein hochempfindlicher optischer Cantilever-Sensor ermöglichen selektive Messungen bis in den ppt-Bereich. Dieses Messsystem schafft die Grundlage für kompakte und kostengünstige Diagnostiksysteme, die beispielsweise die Früherkennung von Parkinson oder COVID-19 unterstützen können. Für unterschiedliche Anwendungen in der Diagnostik und Früherkennung entwickelt das Fraunhofer IIS maßgeschneiderte Hard- und Softwarelösungen. Diese werden an die jeweiligen Anforderungen bei Probenzuführung, Sensorik, Datenauswertung und Systemintegration angepasst und im Rahmen von Probandenstudien evaluiert.

Die Technologie richtet sich an Hersteller von Medizintechnik sowie an Forschungs- und Entwicklungspartner im Gesundheitsbereich. Durch die hohe Empfindlichkeit, die Auswahl unterschiedlicher Wellenlängen und den miniaturisierbaren Aufbau lässt sich das System an verschiedene Biomarker und Einsatzorte anpassen. Die Technologie bietet Potenzial für verschiedene diagnostische Einsatzfelder:

• Analyse krankheitstypischer Geruchssignaturen zur Unterstützung der Früherkennung von Erkrankungen wie Parkinson oder Infektionen wie COVID-19
• Schnelle Analyse von Atemproben oder Abstrichen in Arztpraxen und Pflegeeinrichtungen 
• Perspektivisch: Analyse mit kompakten Geräten im häuslichen Umfeld