Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gestreutes Röntgenlicht zeigt krankes Gewebe

22.10.2012
Schwere Lungenerkrankungen gehören weltweit zu den häufigsten Todesursachen.

Bisher sind sie im Frühstadium nur schwer zu diagnostizieren. Mit einer von Münchener Wissenschaftlern im Rahmen einer internationalen Kooperation entwickelten Röntgentechnik ist dies jetzt möglich. Nun arbeiten die Wissenschaftler daran, die Methode praxistauglich zu machen.


Eine Kombination von Dunkelfeld- und konventionellem Röntgenbild ermöglicht eine klare Unterscheidung zwischen gesundem und emphysematösem Gewebe sowie eine Beurteilung der regionalen Verteilung der Krankheit. Anhand solcher Bilder könnte der Arzt in Zukunft nicht nur sehen ob ein Patient erkrankt ist sondern auch, welche Stellen der Lunge wie stark betroffen sind. Bild: Simone Schleede /TUM

Jedes Jahr sterben allein in Deutschland mehr als 100.000 Menschen an schweren Lungenerkrankungen. Vorläufer einer lebensgefährlichen chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (chronic obstructive pulmonary disease, COPD) ist in der Regel eine chronische Bronchitis. Eine schwer wiegende Begleiterscheinung sind teilweise zerstörte Lungenbläschen und eine Aufblähung der Lunge (Emphysem). Doch in normalen Röntgenaufnahmen sind die feinen Unterschiede im Gewebe kaum sichtbar.

Zusätzlich zum normalen Röntgenbild analysierten die Münchener Wissenschaftler daher auch die vom Gewebe gestreute Strahlung. Aus diesen Daten errechneten sie dann detaillierte Bilder der Lungen der untersuchten Mäuse. Anhand solcher Bilder kann der Arzt nicht nur sehen ob ein Patient erkrankt ist sondern auch, welche Stellen der Lunge wie stark betroffen sind.

„Gerade die frühen Stadien von Erkrankungen besser erkennen, quantifizieren und lokalisieren zu können wäre sehr hilfreich“, sagt Professor Maximilian Reiser, Leiter des Instituts für Klinische Radiologie der Ludwig-Maximilians-Universität München. „Wir erhoffen uns eines Tages mit der neuen Technik eine verbesserte Diagnose und Therapie von COPD und eine geringere Strahlenbelastung als mit hochaufgelöster Computer-Tomografie“.

Entwickelt wurde die Methode im Rahmen der Forschungsarbeit des Exzellenzclusters Munich-Centre for Advanced Photonics (MAP) von Physikern der Technischen Universität München (TUM) und Medizinern der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) sowie des Comprehensive Pneumology Center (CPC) des Helmholtz Zentrums München.

Für die Versuche nutzten die Wissenschaftler die Compact Light Source der Firma Lyncean Technologies Inc., eine kompakte Synchrotron-Strahlungsquelle. Im Center for Advanced Laser Applications (CALA), einem Gemeinschaftsprojekt der TU München und der LMU München auf dem Forschungscampus Garching, sollen in den nächsten Jahren neue, lasergetriebene Röntgenquellen entwickelt werden.

Parallel dazu arbeitet die Forschungsgruppe um Franz Pfeiffer, Professor für Biomedizinische Physik an der TU München, daran, die Analyse der Streustrahlung so weiter zu entwickeln, dass sie auch mit herkömmlichen Röntgenapparaten eingesetzt werden kann.

Gefördert wurden die Forschungsarbeiten aus Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über den Exzellenzcluster Munich-Centre for Advanced Photonics (MAP), des European Research Council (ERC Starting Grant Nr. 240142), des National Institute of General Medical Sciences (USA, Grant R44-GM074437) und des National Center for Research Resources (USA, Grant R43-RR025730). Weitere Kooperationspartner waren das Helmholtz Zentrum NanoMikro am Karlsruher Institut für Technologie, die Universität Lund (Schweden) und die Lyncean Technologies Inc. (USA).

Originalpublikation:
Emphysema diagnosis using X-ray dark-field imaging at a laser-driven compact synchrotron light source. Simone Schleede, Felix G. Meinel, Martin Bech, Julia Herzen, Klaus Achterhold, Guillaume Potdevin, Andreas Malecki, Silvia Adam-Neumair, Sven F. Thieme, Fabian Bamberg, Konstantin Nikolau, Alexander Bohla, Ali Ö. Yildirim, Rod Loewen, Martin Gifford, Ronald Ruth, Oliver Eickelberg, Maximilian Reiser, and Franz Pfeiffer. Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS, Early Edition, 2012, DOI: 10.1073/pnas.1206684109

Link: http://www.pnas.org/content/early/2012/10/16/1206684109.abstract

Kontakt:
Prof. Dr. Franz Pfeiffer
Lehrstuhl für Biomedizinische Physik
Technische Universität München
James-Franck-Straße 1, 85748 Garching, Germany
Tel.: +49 89 289 12552, Fax: +49 89 289 12548
E-Mail: nelly.de.leiris@mytum.de

Dr. Ulrich Marsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.e17.ph.tum.de/
http://www.pnas.org/content/early/2012/10/16/1206684109.abstract

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Virtual Reality in der Medizin: Neue Chancen für Diagnostik und Operationsplanung
07.12.2016 | Universität Basel

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

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

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...

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

Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Mehrkernprozessoren für Mobilität und Industrie 4.0

07.12.2016 | Informationstechnologie