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Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) ist führend, wenn es um Breitband-Kommunikationsnetze geht. Seit einiger Zeit mischt das HHI auch die Medizintechnik auf

HHI-Institutsleiter: Prof. Martin Schell, Prof. Thomas Wiegand Foto: Fraunhofer Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI

Irgendwann steht man wieder auf der Straße und blickt verwundert zurück. Auf dieses unscheinbare, weiße Hochhaus aus den 1960er Jahren, an dem hoch oben der Schriftzug Fraunhofer prangt. Man steht vor diesem Haus und denkt sich: Da geht was. Martin Schell ist Leiter des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts (HHI). Er und seine Kolleg*innen haben mit ihrer Forschung die moderne Telekommunikation signifikant mitgeprägt. Denn das HHI ist weltweit führend in der Entwicklung von mobilen und festen Breitband-Kommunikationsnetzen und Multimedia-Systemen. Konkret heißt das: Auch dank der Berliner Forscher*innen können Menschen auf der ganzen Welt Videos auf ihrem Smartphone schauen. Oder blitzschnell auf eine Internetseite am anderen Ende der Welt zugreifen.

Es geht quasi um die Gretchen-Frage der modernen Kommunikationstechnik. „Das ist ein bisschen wie mit der Henne und dem Ei“, sagt Schell. Gesucht wird nach Wegen, wie man die Datenmengen einerseits noch weiter vergrößern und andererseits aber gleichzeitig komprimieren kann. Denn die Glasfaserkabel, die beispielsweise zwischen Europa und Nordamerika verlaufen, haben nur eine begrenzte Kapazität. Das Datenvolumen hat in den vergangenen Jahren aber immer mehr zugenommen. Wie quetscht man also die vielen Daten durch das begrenzte Kabel? Neue Kabel zu verlegen, würde Milliarden kosten. Also: Die Daten müssen irgendwie komprimiert werden. Albert Einstein sagte dazu: Probleme kann man niemals mit derselben Denkweise lösen, durch die sie entstanden sind. Genau darin liegt die Stärke des HHI. „Bei uns gibt es keine Diskussionen zwischen Grundlagenforschung und Anwendung. Beides gehört für uns zusammen“, erklärt Schell.

Seit mehreren Jahren wird auch im Bereich der Medizintechnik geforscht. Denn was in der Telekommunikation funktioniert, kann auch in bestimmten Bereichen der Medizin angewendet werden. Derzeit arbeitet das HHI beispielsweise mit der Neonatologie-Abteilung der Berliner Universitätsmedizin Charité zusammen. Die Wissenschaftler*innen entwickeln ein spezielles Gerät zur Blutuntersuchung. Mit einem winzigen Tropfen Blut soll bei Frühchen ein komplettes Blutbild erstellt werden. Das funktioniert mittels eines speziell beschichteten Wafers. Die Scheiben sind meist kreisrund, etwa einen Millimeter dick, bestehen in der Regel aus Silizium und fungieren als Grundplatte in elektronischen Bauelementen. Die Idee dahinter: An der speziellen Beschichtung des Wafers sollen sich bestimmte Stoffe aus dem Blut anlagern. Um die Blutwerte zu messen, nutzen die Fachleute das Prinzip der Totalreflexion. Wechselt ein Lichtstrahl von einem Medium in ein anderes, zum Beispiel von Wasser in Luft, dann wird er gebrochen oder reflektiert. Je nach Medium und Eintrittswinkel unterschiedlich stark. Nach dem gleichen Prinzip funktionieren beispielsweise auch die Regensensoren am Auto.

Ein anderes wichtiges Thema ist das sogenannte Model-based-3D-Tracking. Mit Hilfe der Aufnahmen aus dem Magnetresonanztomograph (MRT) oder dem Computertomograph (CT) können die Forscher*innen des HHI ein 3D-Bild zum Beispiel einer Niere oder Leber erstellen. Ärzt*innen können sich dadurch besser auf eine OP vorbereiten, verschiedene Varianten des Eingriffs testen oder trainieren. Bereits vor dem Eingriff können sie sich anschauen, was das Endoskop später sozusagen live sieht. Man nennt das auch virtuelle Kameraoption. „Je besser man planen kann, desto erfolgreicher wird in der Regel auch die OP“, erklärt Martin Schell.

Über solche Forschung hätte sich wahrscheinlich auch Heinrich Hertz gefreut.

Stefanie Paul
Kluge Köpfe 2015