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Medizin

Neue 3D-Röntgentechnik erhöht Auflösung bei reduzierter Strahlung

Dienstag, 23. Oktober 2012

München – Eine Röntgen-Phasen­kontrast-Bildgebung könnte bei der Mammographie das Kunststück fertig bringen, die Auflösung zu steigern, und dabei gleichzeitig die Strahlendosis soweit zu verringern, dass eine drei­dimen­sionale Darstellung bei vermin­dertem Krebsrisiko möglich wird. Ein Team aus deutschen und US-ameri­kanischen Forschern stellt in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS 2012, doi: 10.1073/­pnas.1204460109) erste vielver­sprechende Ergebnisse am Menschen vor.

Wenn Röntgenstrahlen auf menschliches Gewebe treffen, werden sie zum einen absor­biert. Die dabei entstehenden Strahlenschatten sind Grundlage der von Wilhelm Conrad Röntgen vor mehr als hundert Jahren eingeführten Bildgebung, die als Com­puter­tomo­graphie seit den 1970er Jahren auch dreidimensionale Abbildungen ermöglicht. Ein zweites Phänomen ist die Phasenverschiebung, zu der es beim Durchtritt der Röntgen­strahlen durch das Gewebe kommt.

Die Wellenberge- und täler treffen je nach Beschaffenheit des Gewebes zeitlich versetzt auf den Detektor. Dieser Effekt kann bei hochenergetischen Röntgenstrahlen gemessen werden. Er liefert die Grundlage für die neuartige Röntgentechnik, die an der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble entwickelt wurde. Um aus der Datenmenge dreidimensionale Abbildungen zu erstellen, nutzten die Forscher einen Algorithmus namens „equally sloped tomography“, den Physiker und Astronomen der Universität von Kalifornien in Los Angeles programmiert haben.

Das Ergebnis war eine hochauflösende, niedrig dosierte Phasenkontrast-Röntgen­tomo­graphie, die mit folgenden medizinisch relevanten Leistungsdaten aufwarten kann: zwei bis dreifach höhere Auflösung bei 25 Mal niedrigerer Strahlendosis, trotz der 512 Aufnahmen, die für eine dreidimensionale Darstellung angefertigt wurden. Die Fähigkeit zur Tomographie könnte ein wichtiger Vorteil sein.

Sie senkt in der Regel die Rate der falschnegativen Befunde von 10 bis 20 Prozent, zu denen es bei der Mammographie in zwei Ebenen kommt, weil kleine Tumoren leicht übersehen werden, wenn sie im Schatten von röntgendichten Anteilen der Brustdrüse liegen. Diese Tumoren können auch mit der konventionellen Computertomographie entdeckt werden. Sie wird wegen der deutlich höheren Strahlendosis bei dem als besonders strahlensensibel eingestuftem Gewebe der Brustdrüse jedoch vermieden, um keine Krebserkrankungen zu induzieren.

Ein Prototyp der Röntgen-Phasenkontrast-Bildgebung wurde am Institut für Klinische Radiologie der LMU getestet. Fünf unabhängige Radiologen attestierten dem Verfahren eine deutliche Überlegenheit gegenüber den etablierten bildgebenden Röntgenverfahren. „Das neue Verfahren könnte der klinischen Anwendung der Computertomographie bei Brustuntersuchungen den Weg ebnen und uns damit eine wertvolle Waffe für den frühzeitigen und verbesserten Kampf gegen Brustkrebs in die Hand geben“, resümiert Institutsleiter Maximilian Reiser.

Bis zur Einführung in die Mammographie dürfte aber noch einige Zeit verstreichen. Derzeit gibt es noch kein für den Standardeinsatz am Patienten geeignetes Gerät. Dann dürften zunächst klinische Studien folgen, deren Ergebnisse entscheiden, wo die Technik wünschenswert ist. Im Prinzip könnte sie auch außerhalb der Brustkrebsfrüherkennung sinnvoll sein. In den letzten Jahren wurde erkannt, dass von der Röntgendiagnostik seit der Einführung der Computertomographie wieder ein relevantes Strahlenrisiko ausgeht. Es gibt Berechnungen, denen zufolge bis zu 3 Prozent aller Krebserkrankungen Folge der medizinischen Diagnostik und Therapie sein sollen. © rme/aerzteblatt.de

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