Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Scanner-Prototyp für die Darstellung von Weichgewebe

11.09.2012
Ein vielversprechendes Bildgebungsverfahren kommt erstmals in einem Prototyp eines Computertomographen (CT) zum Einsatz.

Die neue Röntgen-Phasenkontrast-Technologie liefert eine deutlich verbesserte Darstellung von Weichgewebe. In einer aktuellen Ausgabe des Fachjournals PNAS stellt ein Forscherteam unter Leitung der TU München erste Ergebnisse vor.

Die Arbeit markiert einen wichtigen Schritt in der Entwicklung dieser Technologie: Die neuen Tomographen lassen sich zunächst in der präklinischen Forschung am Tiermodell anwenden – und sollen später auch in der Medizin eingesetzt werden.

Die herkömmliche Röntgentechnologie misst die Intensität der Röntgenstrahlen, die ein Objekt oder Gewebe durchdringen. Diese Bildgebungsmethode hat jedoch Beschränkungen in der Anwendung bei bestimmten Weichgeweben: Einige Tumore oder Knorpelgewebe beispielsweise lassen sich mit der klassischen Methode nur bedingt darstellen. Im Gegensatz dazu registriert das neue Röntgenverfahren zusätzlich, wie stark die Strahlen von Strukturen im Körper abgelenkt werden. Um diesen äußerst schwachen Effekt sichtbar zu machen, nutzen die Wissenschaftler beim sogenannten gitterbasierten Phasenkontrast-Verfahren mehrere röntgenoptische Strukturen (Gitter), die im Röntgenstrahl präzise angeordnet sind.
Der Leiter dieses Forschungsteams, Professor Franz Pfeiffer vom Lehrstuhl für Biomedizinische Physik an der TU München erklärt: „Seit Jahren arbeiten wir an einer neuen Röntgentechnologie, um die Diagnostik in der medizinischen Bildgebung zu verbessern. Bisher haben wir mit unserer Methode entnommenes Gewebe mit experimentellen Röntgen-Aufbauten im technischen Labor untersucht. Nun haben wir einen großen Schritt in Richtung biomedizinischer Anwendung getan und die neue Technologie in einen Mikro-Computertomographen eingebaut. Damit bringen wir die Technologie aus dem Entwicklungslabor hin zu Anwendung und wir hoffen, sie in Zukunft auch für Patienten nutzbar zu machen.“

Zusammen mit Partnern aus der Industrie (Bruker microCT / Skyscan) konstruierte das Forscherteam mithilfe von hochpräzisen Phasenkontrastgittern aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zwei Prototypen der neuen Computertomographen. Ein Gerät wird beim Kooperationspartner in Belgien eingesetzt, das zweite ist am Zentralinstitut für Medizintechnik der TUM auf dem Garchinger Forschungscampus aufgebaut. „Die größte Herausforderung bei der Implementierung der neuen Röntgentechnologie im Mikro-Computertomographen waren die mechanische Stabilität und damit verbundene Bildstörungen im Phasenkontrast“, erläutert Arne Tapfer, Erstautor der PNAS-Studie: „Diese Störungen konnten wir mithilfe von Software-Algorithmen korrigieren und auch zeigen, dass diese Korrekturen präzise funktionieren.“ Die Wissenschaftler validierten ihren Algorithmus durch die Messung eines „Phantoms“ mit chemischen Flüssigkeiten. Das Potenzial der neuen Technologie für die biomedizinische Bildgebung wurde an biologischem Gewebe untersucht – das Ergebnis: In der Phasenkontrast-Bildgebung können unterschiedliche Gewebebereiche deutlich besser dargestellt werden.

„Mit dieser innovativen Technologie haben wir den Startschuss für eine neue Generation von Computertomographen gesetzt“, sagt Alexander Sasov, Geschäftsführer des Industriepartners Bruker microCT, der bei der Projektentwicklung seine langjährige Expertise in der Konstruktion von Mikro-Computertomographen für verschiedenste Anwendungsbereiche einbrachte.

Die Forschungsarbeiten wurden unterstützt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Exzellenzcluster Munich Center for Advanced Photonics (MAP) und durch den Europäischen Forschungsrat (ERC, FP7, Starting Grant No. 240142).

Originalpublikation:
Experimental results from a preclinical x-ray phase-contrast CT scanner. Arne Tapfer, Martin Bech, Astrid Velroyen, Jan Meiser, Jürgen Mohr, Marco Walter, Joachim Schulz, Bart Pauwels, Peter Bruyndonckx, Xuan Liu, Alexander Sasov, and Franz Pfeiffer. PNAS Early Edition for the week of Sept. 10, 2012.

Kontakt:
Prof. Franz Pfeiffer
Technische Universität München
Physik Department / Zentralinstitut für Medizintechnik
Tel.: +49 89 289 12552
Fax.: +49 89 289 12548
E-Mail: franz.pfeiffer@ph.tum.de

Dr. Ulrich Marsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.e17.ph.tum.de
http://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/lang/article/30036/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Smartphones im Kampf gegen die Blindheit
18.10.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Mehr Patientensicherheit: Neue Testmethoden für die Eignung von Implantaten für MRT-Untersuchungen
11.10.2017 | Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise