24.02.2021

Klinisch röntgen in Mikrometer-Schritten

Hochauflösende Tomografie verspricht eine ganze Reihe wichtiger medizinischer Anwendungen.

Forscher der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), der Universitäts­medizin Mainz sowie vom Helios Universitäts­klinikum Wuppertal der Universität Witten/Herdecke leiten ein internationales, multi­disziplinäres Konsortium, das hoch­auflösende, drei­dimensionale Röntgen­aufnahmen des menschlichen Körpers ermöglicht. Mit einer maximalen Auflösung von bis zu 300 Nanometer entsprechen sie dem Zehntel des Durch­messers eines menschlichen Haares. „Die Vernetzung zwischen Radiologie, Pathologie und molekularen diagnostischen Ansätzen wird in Zukunft eine enorme klinische Bedeutung einnehmen“, betont der Pathologe Danny Jonigk, MHH-Institut für Pathologie. „Mit der hoch­auflösenden drei­dimensionalen Darstellung können wir Gewebe­schädigungen der Lunge bei COVID-19 besser verstehen“, ergänzt Maximilian Ackermann, Institut für Pathologie des Helios Universitäts­klinikums Wuppertal, Universität Witten/Herdecke, und Institut für funktionelle und klinische Anatomie der Universitäts­medizin Mainz. 
 

Klinisch röntgen in Mikrometer-Schritten

Beide Wissenschaftler sind sich sicher, dass dieses neuartige, hoch­auflösende Bild­gebungs­verfahren auch in anderen Erkrankungen, wie zum Beispiel Krebs oder der Alzheimer-Demenz neue faszinierende Erkenntnisse liefern wird. Aktuell arbeiten sie mit Kollegen in England und Frankreich unter Hochdruck daran, mit diesem innovativen Verfahren die Gewebe­schädigungen der COVID-19-Pneumonie räumlich zu charakterisieren und zu verstehen. Die Chan Zuckerberg Initiative (CZI) des Facebook-Gründers Mark Zuckerberg und seiner Frau, der Ärztin Priscilla Chan, fördert dieses Projekt mit einer Million US-Dollar.

Dreidimensionale Bildgebungs­verfahren kennt man aus der herkömmlichen klinisch genutzten Computer­tomografie (CT). Die hochauflösende Mikro­computer­tomografie mithilfe von Synchrotron-Strahlung liefert allerdings sehr viel höhere Auflösungen. Diese Technologie basiert auf hoch­energetischer Röntgen­strahlung, die mithilfe von Synchrotron-Teilchen­beschleunigern erzeugt wird. Das internationale Team dieses weltweit einmaligen Projektes mit dem Titel „Human Organ Project“ setzt sich neben den Medizinern aus Deutschland auch aus Physikern der europäischen Synchrotron-Einrichtung ESRF in Grenoble und Bioinformatik- und -mechanik-Experten des University College London (UCL) zusammen. 

Dabei können die Wissenschaftler erstmalig auf eine kürzlich neukonstruierte Strahlen­quelle der ESRF in Grenoble zurückgreifen. Diese „Extremely Brilliant Source“ (EBS) ist die weltweit erste hoch­energetische Synchrotron­quelle der vierten Generation und derzeit die hellste Röntgenquelle der Welt. Das Projekt verspricht Aufnahmen des gesamten menschlichen Körpers mit einer Auflösung von zwei Mikrometern, also eine über hundertmal bessere Auflösung als ein CT-Scanner. „Uns hat sehr gefreut, dass die Chan Zuckerberg Initiative unseren translationalen Ansatz fördert“, erklärt Ackermann. 

Med. HS Hannover / DE
 

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