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Innenansichten jetzt auch in 3D

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Professor Dr. Alfred Louis von der Universität des Saarlandes und Professor Dr. Peter Maaß von der Universität Bremen haben ein neues Verfahren zur dreidimensionalen Computertomographie entwickelt, das jetzt patentiert wurde. Prof. Louis hat gemeinsam mit Prof. Maaß, der 1993 bei ihm habilitierte, in mehrjähriger Forschung eine neue Methode entwickelt, die es ermöglicht, Ergebnisse von Computertomographien in Form von dreidimensionalen Bildern darzustellen.

Die Computertomographie ist eine Röntgenuntersuchung, bei der die innere Struktur von Geweben oder Materialien dargestellt wird. Dabei macht man sich die unterschiedliche Durchlässigkeit verschiedener Stoffe für Röntgenstrahlen zunutze. Je dichter eine Substanz ist, desto schlechter lässt sie die Strahlen hindurch. Stattdessen werden sie reflektiert. Daher erscheinen zum Beispiel Knochen auf einem normalen Röntgenbild hell. Bei der Untersuchung, zu der der Patient in eine Röhre geschoben wird, werden in mehreren Teilschritten verschiedene Querschnitts-Aufnahmen gemacht. Danach erstellt der Rechner aus den verschiedenen Einzelbildern ein zwei- oder dreidimensionales Gesamtbild. Dabei werden vorwiegend die Gebiete dargestellt, die die gleiche Dichte, also die gleiche "Farbe", haben. Dadurch ist es sehr schwer, kleine Hohlräume wie Mikrobrüche in sehr dichtem Material, etwa einem Schädelknochen, zu finden.

Das von den beiden Mathematikprofessoren neu entwickelte Verfahren stellt genau diese sogenannten "Dichtesprünge" dar. Dabei werden die Bereiche vom Computer berechnet und abgebildet, die sich in ihrer Materialdichte unterscheiden und die Röntgenstrahlen mit unterschiedlicher Intensität zurückwerfen. Man betrachtet also quasi die Kanten der inneren Struktur und erhält so ein viel detaillierteres Bild.

Das Verfahren der Computertomographie wird nicht nur im medizinischen Bereich eingesetzt. Auch bei der Untersuchung von Werkstoffen kommt es zum Einsatz. So können zum Beispiele winzige Haarrisse entdeckt werden, die mit anderen Methoden kaum zu erkennen sind. Auf diese Weise können zum Teil gefährliche Materialermüdungen schon sehr früh erkannt und behoben werden.

Professor Alfred Louis lehrt seit 1990 Mathematik an der Saar-Uni. Von 1997 bis 1999 war er Vizepräsident der Universität des Saarlandes.

Hochschul- Presseteam | idw

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Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....