idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
11.09.2012 10:37

Neuer Scanner-Prototyp für die Darstellung von Weichgewebe

Dr. Ulrich Marsch Corporate Communications Center
Technische Universität München

    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
    Web: http://www.e17.ph.tum.de


    Weitere Informationen:

    http://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/lang/article/30036/


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Elektrotechnik, Medizin
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).