Herzlich willkommen in der

Biomedizinische Optik (BORL)

​​​​Forschungslaboratorium für Biomedizinische Optik  /  Biomedical Optics Research Laboratory (BORL)

Das Forschungslaboratorium für Biomedizinische Optik (BORL) an der Klinik für Neonatologie des UniversitätsSpitals Zürich ist auf die Entwicklung medizinischer Diagnosegeräte unter Verwendung von Licht und deren klinischer Anwendung ausgerichtet. Der weite Bereich der Expertise und der Forschung umfasst:

  1. Quantitative Nahinfrarot Spektrophotometrie (NIRS) ist eine nicht-invasive Technik mit der mittels Licht am Krankenbett und fortlaufend über längere Zeit Körpergewebe untersucht werden kann. BORL war unter den ersten Gruppen in diesem Forschungsbereich. Wir erforschen und entwickeln NIRS Geräte (Sensoren, Steuerungselektronik, Spektrometer, Chip Design), Software (Echtzeittreiber, graphische Benutzeroberflächen und Post-processing Software) und Algorithmen (biomedizinische Signalanalyse, Bildrekonstruktion). BORL erfand, entwickelte und wendete klinisch erfolgreich innovative optische Technologien an um die Sauerstoffversorgung, Durchblutung und Funktion des Gehirnes, Muskels, Cervix und Brust zu untersuchen.
  2. 3D optische Nahinfrarottomography (NIROT): BORL arbeitet an Geräten, die Gewebe in Reflektion bis zu 3cm oder in Transmission bis zu 7cm tief mit einer Ortsauflösung von <5mm darstellen können. Diese NIROT Geräte werden nicht-invasiv, schnell und quantitativ die Konzentration von Oxy- und Deoxyhemoglobin, O2-Sättigung in 3D bestimmen können. Bis jetzt wurde eine Ortsauflösung von 5mm erreicht, was führend in diesem Bereich ist.
  3. Die Erforschung und Entwicklung eines neuen Sensorprinzips unter Verwendung von intelligenten Materialien, das es erlaubt nicht-invasiv und quantitativ die Konzentration verschiedener Moleküle im Blut zu messen.
  4. Klinische Studien und Forschung, wie die Untersuchung der Sauerstoffversorgung, Durchblutung und Funktion der Muskulatur, Tumoren und des Gehirns, und die Messung und Analyse von Komponenten des menschlichen Gewebes. Eine Schlüsselanwendung ist die funktionelle Untersuchung des Gehirns. Das Ziel ist es, eine Methode zu entwickeln um den funktionellen Schweregrad von Gehirnverletzungen bei neugeborenen Patienten auf der Intensivstation direkt am Bett messen zu können. Die Hirnaktivität kann nicht-invasiv durch den intakten Schädel gemessen werden. Wir benutzen Imaging-Techniken, die eine online Untersuchung einer ganzen Gehirnregion ermöglichen.

Ausbildung und Training / Education and Training
Wir vergeben medizinische Master- und Doktorarbeiten sowie Arbeiten zur Erlangung des Masters oder Doktortitels in den Bereichen Ingenieurwesen und Naturwissenschaften.
We have training opportunities for MD and MS students.    (martin.wolf@alumni.ethz.ch).

Vorlesungen / Lectures Prof Dr. Martin Wolf
Universität Zürich

- Neue Forschungsergebnisse in der Oralen Onkologie, Interdisziplinäre Seminarvorlesungen VVZ 1334
Universtität Zürich und ETH-Zürich
- Biomedical Engineering B
- EXCITE Summer School
ETH Zürich
- Introduction to Biomedical Engineering I

Wir sind Mitglied des / We are member of:
- EXCITE - Zurich Imaging   www.excite.ethz.ch
    (Zurich Center for Experimental and Clinical Imaging Technologies)   
- Neuroscience Center Zurich, an ETHZ & UZH   www.neuroscience.ethz.ch
- Zentrum für integrative Humanphysiologie   www.zihp.uzh.ch
- Clinical Trials Center​   www.ctc-zkf.usz.ch   CTC Prof. Dr. Martin Wolf
- KFSP Molecular Imaging Network   www.minz.uzh.ch/index.html

Links
Biomedical Photonics Network   www.bmpn.ch
Swiss Society for Optics and Microscopy   www.ssom.ch
Forschungsdatenbank der Universität Zürich  www.research-projects.uzh.ch/a390.htm   
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Medical diagnostics is moving towards non-invasive, portable and inexpensive methods. The Biomedical Optics Research Laboratory (BORL) at the Department of Neonatology, University Hospital Zurich is focused on the development of diagnostic tools using light and their research or clinical application. The wide field of expertise and research includes:

  1. Quantitative near-infrared spectrophotometry (NIRS), a non-invasive, continuous technique at the bedside, which uses light to analyze tissue, e.g. quantitative measurement of hemoglobin concentration and oxygenation. The expertise of the Biomedical Optics Research Laboratory (BORL) includes the development of NIRS instrumentation (sensors, electronics, spectrometers, chip design), software (drivers, graphic user interfaces, and post-processing) and algorithms (signal analysis, physiological parameter extraction). BORL successfully invented, developed and clinically applied optical technology to study brain, muscle, cervix, breast oxygenation, perfusion and function.
  2. 3D near-infrared optical tomography (NIROT), where BORL works on instrumentation to investigate tissue in reflection mode up to 3cm deep or transmission mode up to 7cm deep with an unprecedented 3D spatial resolution of ~5mm. These instruments will be capable of non-invasively, rapidly and quantitatively measuring the concentration of oxy- and deoxyhemoglobin, oxygen saturation, cytochrome aa3 redox state, water, lipids and contrast agents in 3D. So far a resolution of 5mm was achieved in the laboratory, which is leading in the field.
  3. The development of a new sensor principle based on smart materials, which enables to quantitatively and non-invasively measure the concentration of different molecules in the blood.
  4. Clinical testing and research, such as the assessment of tumor, muscle and brain function, perfusion and oxygenation and the measurement of tissue composition in patients in the hospital during clinical studies. One key application is the functional investigation of the brain. The aim is to develop a method to assess the functional severity of brain lesions in neonatal intensive care patients at the bedside. Brain activity can be observed non-invasively through the intact skull using light. We are using imaging techniques, which allow an online assessment of a whole region of the brain.
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