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Ultraschallwandler Prostatasonde: Eine Wandlerstruktur für Bild und Therapie

Von Guido Deußing 4 min Lesedauer

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Das Fraunhofer IPMS entwickelt Ultraschallwandler für eine Prostatasonde des US-Unternehmens MaxQ Medical. Auf Nachfrage von Devicemed erläutert das Institut, dass dieselbe Wandlerstruktur für Bildgebung und Gewebebehandlung vorgesehen ist. Funktionsfähige Prototypen werden bei MaxQ bereits intern evaluiert. Klinische Ergebnisse sind bislang nicht veröffentlicht.

CMUT-Wafer vom Fraunhofer IPMS.(Bild:  Fraunhofer IPMS)
CMUT-Wafer vom Fraunhofer IPMS.
(Bild: Fraunhofer IPMS)

Eine Prostatasonde soll Gewebe sichtbar machen und mit gebündeltem Ultraschall behandeln. Die dafür benötigten kapazitiven mikromechanischen Ultraschallwandler (CMUT) entwickelt das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden für das US-Unternehmen MaxQ Medical [1]. Auf Nachfrage von Devicemed erklärt Dr. Sandro Koch, Leiter des Geschäftsbereichs Acoustic Sensors and Systems: „Die CMUTs sind sowohl für die Ultraschallbildgebung als auch für die Gewebebehandlung vorgesehen. Für beide Funktionen wird dieselbe Wandlerstruktur verwendet.“ [2] Die Zusammenarbeit gab das Institut am 14. Oktober 2026 bekannt [1].

Behandlung durch die Harnröhre

MaxQ plant eine Sonde, die in den durch die Prostata verlaufenden Abschnitt der Harnröhre eingeführt wird. Von dort soll sie das umgebende Gewebe mit Ultraschall abbilden und mit hochintensivem fokussiertem Ultraschall (HIFU) gezielt erhitzen [3, 4]. Zunächst ist die Behandlung der benignen Prostatahyperplasie (BPH) vorgesehen [3]. Bei dieser gutartigen Vergrößerung kann das Prostatagewebe die Harnröhre einengen und den Harnabfluss behindern. Das Unternehmen strebt eine automatisierte, ambulante Behandlung an, bei der die Harnröhre möglichst geschont werden soll [3].

Prototypen werden intern evaluiert

Nach Kochs Auskunft werden funktionsfähige Prototypen derzeit bei MaxQ intern evaluiert. Angaben zu Frequenzbereich, Kanalzahl und erreichbarem Schalldruck macht er nicht. Leistungsdaten und Spezifikationen sollen näher am Produktstart folgen [2]. Wie die einzelnen Wandlerelemente für Bildgebung und Therapie angeordnet und angesteuert werden, ist noch nicht bekannt.

Wandler aus dem Reinraum

Anders als herkömmliche Ultraschallsonden, die überwiegend piezoelektrische Wandler nutzen, arbeiten CMUTs mit schwingenden Membranen über einem winzigen Hohlraum. Sie lassen sich mit Halbleiterverfahren fertigen und zu kompakten Arrays mit zahlreichen Wandlerelementen zusammenschalten [5].

Das Fraunhofer IPMS fertigt CMUTs auf 200-Millimeter-Wafern [6]. Ein institutseigenes Verfahren ermöglicht zudem die Integration der Wandlerstrukturen auf CMOS-Schaltungen [5]. Ob dieses Verfahren auch bei den für MaxQ entwickelten Komponenten eingesetzt wird, ist nicht bekannt.

Wie CMUTs arbeiten

Bei einem kapazitiven mikromechanischen Ultraschallwandler bildet eine dünne, bewegliche Membran zusammen mit einer Gegenelektrode einen winzigen Kondensator. Eine elektrische Wechselspannung bringt die Membran unter geeigneter Vorspannung zum Schwingen und erzeugt Ultraschall. Empfangener Schall verändert umgekehrt den Abstand zwischen Membran und Elektrode und damit die Kapazität [5, 8]. Für die Bildgebung müssen die Wandler schwache Echos erfassen. Bei der Therapie müssen sie genügend Schallenergie erzeugen, um Gewebe gezielt zu erhitzen. Bereits 2010 untersuchte eine Stanford-Forschungsgruppe um Pierre Khuri-Yakub CMUTs für therapeutische Ultraschallanwendungen und wies die erforderliche Schallerzeugung an Testwandlern nach [8]. Welche Leistung die für MaxQ entwickelten Wandler erreichen, ist noch nicht bekannt.

Bildführung mit Ultraschall statt MRT

Der Weg durch die Harnröhre ist nicht neu. Das System Tulsa-Pro von Profound Medical behandelt Prostatagewebe ebenfalls transurethral, allerdings unter Kontrolle der Magnetresonanztomografie (MRT). In den USA erhielt es 2019 eine 510(k)-Freigabe der FDA [7]. MaxQ möchte dagegen Bildgebung und Therapie mittels Ultraschall in einem Instrument zusammenführen [3]. Ob das Vorteile hinsichtlich Präzision, Sicherheit oder Behandlungsdauer bietet, bleibt offen.

Im August 2026 schloss MaxQ eine Finanzierungsrunde über 31,5 Millionen US-Dollar ab. Zu den Investoren gehört Olympus Innovation Ventures. Das Geld soll unter anderem das klinische Entwicklungsprogramm unterstützen [3, 4]. MaxQ berichtet von laufenden klinischen Evaluationen, ohne deren Umfang näher zu erläutern [3, 4]. Veröffentlichte Ergebnisse zur klinischen Wirksamkeit und Sicherheit liegen bislang nicht vor. Das System befindet sich in der Erprobung und ist in den USA noch nicht kommerziell verfügbar [3].

Quellen

[1] Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS. Neue Ultraschalltechnik für die Prostata: Fraunhofer IPMS entwickelt Schlüsselkomponenten für MaxQ Medical [Internet]. Dresden: Fraunhofer IPMS; 14. Oktober 2026 [zitiert am 24. Oktober 2026]. Verfügbar unter: https://www.ipms.fraunhofer.de/de/press-media/press/2026/Medical-Ultrasonic-Transducers.html
[2] Koch S (Fraunhofer IPMS, Dresden). Schriftliche Auskunft an G. Deußing zu Funktion und Entwicklungsstand der CMUTs für MaxQ Medical. E-Mail vom 22. Oktober 2026. Unveröffentlicht.
[3] MaxQ Medical. MaxQ Medical raises $31.5 million Series A, backed by Olympus, to advance its prostate care platform [Internet]. Sunnyvale (CA): MaxQ Medical; 20. August 2026 [zitiert am 24. Oktober 2026]. Verfügbar unter: https://www.prnewswire.com/news-releases/maxq-medical-raises-31-5-million-series-a-backed-by-olympus-to-advance-its-prostate-care-platform-302855815.html
[4] Olympus America. Olympus Innovation Ventures adds prostate care platform developer to its portfolio [Internet]. Center Valley (PA): Olympus America; [Datum unbekannt] [zitiert am 24. Oktober 2026]. Verfügbar unter: https://www.olympusamerica.com/blog/medical-technologies/olympus-innovation-ventures-adds-prostate-care-platform-developer-its
[5] Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS. Kapazitive mikromechanische Ultraschallwandler (CMUT) [Internet]. Dresden: Fraunhofer IPMS; [Datum unbekannt] [zitiert am 24. Oktober 2026]. Verfügbar unter: https://www.ipms.fraunhofer.de/de/Components-and-Systems/Components-and-Systems-Sensors/Acoustic-sensors/Capacitive-micromachined-ultrasonic-transducer-CMUT.html
[6] Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS. 200-mm-MEMS-Reinraum [Internet]. Dresden: Fraunhofer IPMS; [Datum unbekannt] [zitiert am 24. Oktober 2026]. Verfügbar unter: https://www.ipms.fraunhofer.de/de/cleanrooms/mems-technologies-dresden.html
[7] U.S. Food and Drug Administration. 510(k) Premarket Notification K191200: TULSA-PRO System [Internet]. Silver Spring (MD): FDA; 15. August 2019 [zitiert am 24. Oktober 2026]. Verfügbar unter: https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfpmn/pmn.cfm?ID=K191200
[8] Wong SH, Kupnik M, Watkins RD, Butts-Pauly K, Khuri-Yakub BT. Capacitive micromachined ultrasonic transducers for therapeutic ultrasound applications. IEEE Trans Biomed Eng. 2010;57(1):114–23. doi:10.1109/TBME.2009.2026909. 

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