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.
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
