2025 November - Anja Agneter

Dipl.-Ing.in Anja Agneter, BSc, PhD

MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH, November 2025

Die Jury „Researcher of the Month” verleiht die Auszeichnung für diesen Monat Frau Dipl.-Ing.ⁱⁿ Anja Agneter, PhD aus Anlass ihrer im Top-Journal „PhotoniX“ (IF 19.3) erschienenen Arbeit „CMOS optoelectronic spectrometer based on photonic integrated circuit for in vivo 3D optical coherence tomography“. [1]

Diese Publikation entstand im Rahmen des PhD-Studiums von Dipl.-Ing.ⁱⁿ Anja Agneter, PhD am Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik an der Medizinischen Universität Wien unter der Leitung von Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Wolfgang Drexler (Leiter des Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik) in Zusammenarbeit mit dem Austrian Institute of Technology (AIT), ams OSRAM, der Fachhochschule Vorarlberg (FHV), der Universität Innsbruck und der Technischen Universität Wien.

Revolution der Diagnostik in der Augenheilkunde durch photonisch integrierte Chips: Optoelektronisches CMOS-Spektrometer auf der Basis photonischer Chips für die in vivo Optische Kohärenztomographie

Die Optische Kohärenztomographie (OCT) hat sich in den letzten drei Jahrzehnten als eines der zentralen Diagnoseverfahren in der Augenheilkunde etabliert. [2] Dieses nicht-invasive Bildgebungsverfahren ermöglicht strahlungs- und kontrastmittelfreie 3D-Darstellungen der Netzhaut und ist unverzichtbar in der Früherkennung und Überwachung von Erkrankungen wie z.B. der altersbedingten Makuladegeneration (AMD), dem diabetischen Makulaödem (DME) und dem Glaukom – und somit den weltweit häufigsten Ursachen der Erblindung. [3-5] Hohe Kosten und die Größe der gegenwärtig verfügbaren OCT-Systeme beschränken ihren Einsatz jedoch ausschließlich auf spezialisierte Kliniken und limitieren somit den Zugang zu dieser Untersuchungsmethode, obwohl eine frühzeitige Diagnose und regelmäßige Kontrolle entscheidend für den Therapieerfolg wären.

An diesem Punkt setzt die Forschung von Anja Agneter und ihrem Team am Zentrum für Biomedizinische Technik und Medizinische Physik an. In Kooperation mit dem Austrian Institute of Technology (AIT), ams OSRAM, der Fachhochschule Vorarlberg (FHV), der Universität Innsbruck und der Technischen Universität Wien entwickelte sie ein bahnbrechendes OCT-System, das auf photonischen Chips (photonic integrated circuits, PICs) basiert. Analog zur Miniaturisierung elektronischer Bauteile durch elektronische Chips, ermöglicht die Entwicklung photonischer Chips nun auch die Realisierung komplexer optischer Systeme auf millimeterkleinen, lichtleitenden Chips. [6]

In Anja Agneters Arbeit wurde erstmals ein optoelektronisches Spektrometer entwickelt, das sowohl optische als auch elektronische Komponenten vollständig monolithisch auf einem einzigen Chip integriert – speziell optimiert für den in der Ophthalmologie benötigten Wellenlängenbereich. [1] Der Spektrometer-Chip teilt das vom Untersuchungsobjekt reflektierte Licht in seine Spektralkomponenten auf und erfasst jede Wellenlänge mit einer eigenen Photodiode. Dieses Verfahren ermöglicht eine schnelle und präzise Erstellung von 3D-Bildern (Tomogrammen) mit für die medizinische Bildgebung entscheidenden Informationen.

Mit Hilfe eines innovativen Ansatzes wird durch eine neuartige Kopplungsstruktur zwischen Wellenleiter und Photodiode der Signalverlust minimiert und eine flexible Anpassung des Chipdesigns ermöglicht, ohne dass dadurch die Produktionskosten erhöht werden. Die Anwendbarkeit des optoelektronischen Spektrometers in einem OCT-System konnte erfolgreich anhand von in-vivo-Tomogrammen von menschlichen Fingern und Zebrafischen demonstriert werden. Aufgrund des genutzten Wellenlängenbereichs ist das System nahtlos auf ophthalmologische Anwendungen übertragbar.

Die Forschung von Anja Agneter stellt einen entscheidenden Schritt in Richtung eines tragbaren, kostengünstigen OCT-Systems dar. Solche Systeme könnten den Zugang zu Diagnostik und das Therapiemanagement revolutionieren, insbesondere in der Point-of-Care-Diagnostik in der Versorgung von Risikogruppen wie z.B.: älteren Menschen, Menschen mit Diabetes oder Kindern. Diese Arbeit ebnet nicht nur den Weg für eine neue Generation tragbarer und kostengünstiger OCT-Geräte, sondern eröffnet auch wegweisende Möglichkeiten für eine verbesserte medizinische Versorgung mit potenziell tiefgreifenden Auswirkungen auf die Lebensqualität von Patient:innen weltweit.

Wissenschaftliches Umfeld

Anja Agneter beschäftigt sich im Rahmen ihrer Dissertation mit der Miniaturisierung von Optischer Kohärenz­tomographie. Dabei ist sie sowohl in nationalen als auch internationalen Konsortien tätig. Ihre Arbeit wurde von der nationalen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) im Rahmen des Projektes Cohesion unterstützt. Teile ihrer Arbeit präsentierte sie im Rahmen der Konferenz „Photonics West“ 2023 in San Francisco. Zurzeit ist sie Teil des EU Horizon 2020 Konsortiums „Handheld OCT“, [7, 8] bei dem Firmen und Forschungseinrichtungen aus ganz Europa an der Entwicklung eines weiteren handgehaltenen OCT System arbeiten, das auch auf photonischen Chips basiert. Dieses System soll in Zukunft für klinische Studien an der Medizinischen Universität eingesetzt werden.

Zur Person

Anja Agneter absolvierte ihr PhD-Studium am Zentrum für Medizinische Physik und Biomedizinische Technik an der Medizinischen Universität Wien unter der Leitung von Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Wolfgang Drexler und ist nun als Postdoc tätig. Sie studierte an der Technischen Universität Wien Technische Physik und Biomedizinische Technik und begann ihre wissenschaftliche Tätigkeit in der Forschungsgruppe von Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Leopold Schmetterer an der Medizinischen Universität mit Arbeiten zur Messung der Fundus Pulsation im Auge. Anschließend arbeitete sie als Projektassistentin am Austrian Institute of Technology und als Forschungsassistentin an der National University of Singapore auf dem Gebiet der Biosensorik.

Ausgewählte Literatur

1. Agneter, A., Muellner, P., Nguyen, Q., Seyringer, D., Rank, E. A., Vlaskovic, M., Kraft, J., Sagmeister, M., Nevlacsil, S., Eggeling, M., Maese-Novo, A., Morozov, Y., Schmitner, N., Kimmel, R. A., Bodenstorfer, E., Cipriano, P., Zimmermann, H., Leitgeb, R. A., Hainberger, R.  & Drexler, W. (2024). CMOS optoelectronic spectrometer based on photonic integrated circuit for in vivo 3D optical coherence tomography. PhotoniX, 5(1), 31.

2. Fujimoto, J. G., & Drexler, W. (2015). Optical Coherence Tomography: Technology and Applications, Second Edition

3. Fleckenstein M, Schmitz-Valckenberg S, Chakravarthy U. Age-Related Macular Degeneration: A Review. JAMA. 2024;331(2):147–157. doi:10.1001/jama.2023.26074

4. Wong TY, Tan TE. The Diabetic Retinopathy "Pandemic" and Evolving Global Strategies: The 2023 Friedenwald Lecture. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2023 Dec 1;64(15):47. doi:10.1167/iovs.64.15.47. PMID: 38153754; PMCID: PMC10756246.

5. Wolfram C. The Epidemiology of Glaucoma - an Age-Related Disease. Klin Monbl Augenheilkd. 2024 Feb;241(2):154-161. English, German. doi: 10.1055/a-2257-6940. Epub 2024 Feb 27. PMID:38412979.

6. Agneter, A., Rank, E. A., Schmoll, T., Leitgeb, R. A., & Drexler, W. (2022). Miniaturizing optical coherence tomography. Translational Biophotonics, 4(1-2), e202100007.
7. https://www.linkedin.com/company/handheldoct-miniaturized-optical-coherence-tomography/?viewAsMember=true
8. https://www.researchproject.at/handheldoct/home.php