Forschungskolloquium etit

Die Bedeutung des physiologischen Zustands „Schlaf“ hat sich in den letzten beiden Dekaden massiv verändert. Der nächtliche Schlaf wurde zunächst als ein passiver, ruhender bzw. konservierender Zustand angesehen. Heute weiß man aber, dass der nächtliche Schlaf hochdynamisch ist und sehr viele Lebensprozesse tagsüber beeinflusst, beispielsweise kognitive Fähigkeiten, körperliche Leistungsprozesse aber auch Erkrankungsrisiken.

Es werden neben einem Überblick über den aktuellen technischen Stand der klinischen Schlafmedizin vor allem neue Entwicklungen vorgestellt: kontaktlose und mobile Messverfahren, automatisierte Schlafphasenklassifikationsverfahren und auch außerklinische Anwendungen, die den gesunden Schlaf instrumentell unterstützen sollen.

Prof. Hagen Malberg ist der Direktor des Instituts für Biomedizinische Technik an der TU Dresden, Mitglied der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik sowie der Medizinischen Fakultät „Carl Gustav Carus“. Als Medizintechnik-Ingenieur und Somnologe besteht sein wissenschaftliches Interesse in der Entwicklung von Verfahren der Elektro- und Informationstechnik auf dem Gebiet der medizinischen Meßtechnik und Biosignalanalyse sowie der Automatisierungstechnik. Anwendungsgebiete sind neben der Schlaf- und Herzkreislaufmedizin die Intensiv- und die Transplantationsmedizin sowie die Rehabilitationstechnik.

Vibrational spectroscopies – and especially infrared spectroscopy – play an increasingly important role in modern biodiagnostics. This has led to the evolution of mid-infrared photonics from an emerging tool in the clinical/medical domain to an enabling technology. With applications ranging from non-invasive exhaled breath analysis to in-vivo assessment of cartilage damage, mid-infrared (MIR; 3-20 μm) photonics ranges among the most flexible molecular sensing platforms nowadays available. In particular, with the emergence of quantum and interband cascade laser.

technology, the on-chip hybridization and/or integration of entire MIR sensing devices is on the horizon ultimately leading to IR-lab-on-chip systems. The inherent molecular selectivity of MIR signatures enables studying small molecules (e.g., volatile organic compounds; VOCs) in the gas phase, as well as biomacromolecules (e.g., proteins) in the liquid phase at unprecedented detail in a label-free and non-destructive fashion. Last but not least, the combination with advanced multivariate data evaluation and deep learning algorithms facilitates analyses in real-world complex mixtures of biomedical and clinical relevance. The discussion of latest MIR photonic technologies in this presentation we will be augmented by highlight applications underlining the utility of next-generation MIR photonics.

Dr. Boris Mizaikoff is a Chaired Professor and Director of the Institute of Analytical and Bioanalytical Chemistry @ Ulm University, Germany. Since 2021, he is also a Director at the Hahn-Schickard Institute for Microanalysis Systems in Ulm. His research interests focus on optical sensors, biosensors, and biomimetic sensors in the mid-infrared spectral range, system miniaturization and integration based on micro- and nanofabrication, multifunctional (nano)analytical platforms, development of biomolecular/biomimetic recognition architectures, multivariate data evaluation, and applications in environmental analytics, process analysis, and biomedical/clinical diagnostics. He is author/co-author of 400+ peer-reviewed publications, 18 patents, and 100+ plenary, keynote, and invited contributions at scientific conferences.