Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einzigartiger Röntgenblick in die Lunge

18.12.2013
Forscher der TU-München haben die Phasenkontrast-Röntgentomographie erstmals an einer lebenden Maus erprobt. Mit der neuen bildgebenden Methode erhielten sie vor allem extrem kontrastreiche Bilder der Atmungsorgane.

Einzigartige Bilder aus dem Körperinneren einer lebenden Maus hat ein Team um den dänischen Physiker Dr. Martin Bech und Prof. Franz Pfeiffer vom Lehrstuhl für Biomedizinische Physik der TU-München aufgenommen.


Erste in-vivo Phasenkontrast-Röntgentomographie einer Maus (Foto: Martin Bech).

Mit einem eigens entwickelten Kleintierscanner führten die Forscher erstmals eine Phasenkontrast-Röntgenbild einer lebenden Maus durch. Dabei kamen detaillierte Bilder von Weichteilen des Tieres zum Vorschein. Diese ersten „in-vivo“-Aufnahmen ebnen den Weg, das Verfahren künftig in Kliniken einzusetzen.

Die im Fachmagazin „Scientific Reports“ (November 2013, 10.1038/srep03209) veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass sich die Phasenkontrast-Röntgenbild besonders gut für die Bildgebung von Atmungsorganen eignet. Sie könnte daher künftig für die klinische Diagnostik von Lungenerkrankungen eingesetzt werden.

Seit einigen Jahren entwickeln die Wissenschaftler um Prof. Franz Pfeiffer das Verfahren der Phasenkontrast-Röntgentomographie. Es könnte die Bildqualität für die medizinische Diagnostik entscheidend verbessern. Die Technologie basiert auf der Wellenveränderung von Röntgenstrahlung bei der Transmission durch Gewebe. Dabei wird das Phänomen ausgenutzt, dass Röntgenstrahlen beim Auftreffen auf Gewebe nicht nur absorbiert, sondern auch gebeugt werden. Dies bietet Vorteile gegenüber den traditionell absorptionsbasierten Techniken wie der Computertomographie. Im Vergleich zu konventionellen Röntgenaufnahmen liefern die durch das Phasenkontrastverfahren gewonnenen Bilder zusätzliche Informationen darüber, wie stark die Strahlen von Strukturen im Körper abgelenkt werden.

Das Verfahren haben sich die Wissenschaftler um Martin Bech genutzt. Mit einem „Kleintierscanner“, haben sie erstmals eine lebende Maus untersucht. Das Gerät, ein weltweit einzigartiger Prototyp, wurde am Lehrstuhl für Biomedizinische Physik der Technischen Universität München von Prof. Franz Pfeiffer mit Alexander Sasov von der Firma Bruker micro CT entwickeltet. Die Forscher untersuchten die Maus in einer speziell eingebauten Vorrichtung, ähnlich einem „Mäusebett“. Die Messung ergab drei komplementäre Röntgenaufnahmen: Ein konventionelles Röntgenbild, eine Phasenkontrastaufnahme, die auf der Strahlenbrechung basiert sowie eine Dunkelfeldaufnahme, die auf der Lichtstreuung beruht. Diese ersten „in-vivo“-Aufnahmen liefern insgesamt eine wesentlich genauere Bildinformation für die medizinische Diagnostik. Besonders gut konnte durch das Verfahren der Kontrast im Bereich der Atmungsorgane dargestellt werden. Dies weist darauf hin, dass es sich insbesondere für die Diagnose von Lungenerkrankungen (z. B. Lungenfibrose oder Lungenemphyseme) eignen könnte. Besonders bemerkenswert an dem Ergebnis war, dass selbst Einflüsse wie die Atmung oder der Herzschlag der Maus während der Untersuchung die Bildgebung nicht wesentlich negativ beeinflussten.

Das Experiment ist ein weiterer großer Schritt in Richtung einer klinischen Anwendung der Phasenkontrast-Röntgentomographie. Die Ergebnisse der Wissenschaftler fließen in die Zusammenarbeit mit dem Klinikum Großhadern der Ludwig-Maximilians-Universität ein. Dort untersuchen Physiker und Mediziner Zeit innerhalb des Exzellenzclusters Munich-Centre for Advanced Photonics (MAP), wie sich die röntgenbasierte Phasenkontrast-Bildgebung für Patienten einsetzen lässt und für welche Krankheitsbilder die neue Methodik den größten medizinischen Nutzen bietet.

Erste klinische Studien an Gewebeproben haben bereits sehr positive Ergebnisse gezeigt; durch das Verfahren lässt sich insbesondere Weichteilgewebe gut darstellen. Ein weiterer Vorteil: Die hierfür benötigte Strahlung kann nicht nur in großen Ringbeschleunigeranlagen, sondern auch mit konventioneller Röntgenstrahlung erzeugt werden. Auch wenn noch einige technische Herausforderungen zu meistern sind, sind die Wissenschaftler um Martin Bech mit diesem Experiment einem künftigen klinischen Einsatz einen entscheidenden Schritt nähergekommen.

Judith Eckstein | idw
Weitere Informationen:
http://www.munich-photonics.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Patienten-Monitoring in der eigenen Wohnung − Sensorenanzug für Schlaganfallpatienten
06.12.2016 | University of Twente

nachricht UKR setzt auf roboterassistierte Wirbelsäulenchirurgie
02.12.2016 | Universitätsklinikum Regensburg (UKR)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften