Bessere Auflösung und weniger Strahlenbelastung

Die Methode basiert auf einer neuartigen Kombination der Gitter-Interferometrie, die sich durch hohen Kontrast auszeichnet, mit der Computertomographie, die dreidimensionale Röntgenaufnahmen erzeugt. Die Technik kann auch im Krankenhaus eingesetzt werden, wo sich Röntgen-Quelle und Detektor während eines Scans kontinuierlich um den Patienten drehen müssen.

Bei einer klassischen Röntgenaufnahme wird die Intensität eines Röntgenstrahls hinter dem Untersuchungsobjekt aufgezeichnet. Die Bildgebung beruht dabei auf Variationen in der Absorption der Röntgenstrahlung in den verschiedenen Bestandteilen des untersuchten Körpergewebes. Im medizinischen Bereich ist dieses Verfahren oft nur eingeschränkt verwendbar, zum Beispiel wenn Krebszellen nur wenig Kontrast zu gesundem Gewebe zeigen. Die Gitter-Interferometrie setzt Mikrostrukturen als optische Gitter für Röntgenstrahlen ein. In Kombination mit einem Röntgentomographen können mit diesem Verfahren virtuelle Schnittbilder und damit dreidimensionale Darstellungen eines Objekts erzeugt werden.

Wissenschaftlern von der Technischen Universität München und der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble haben nun ein sogenanntes Schiebefenster-Verfahren entwickelt, das die Messzeit verkürzt und daher die Dosis reduziert. Es ermöglicht zugleich, Röntgenquelle und Detektor, wie in klinischen Tomographen notwendig, kontinuierlich um den Patienten zu drehen, anstatt umgekehrt, den Patienten um seine eigene Achse.

Die Auflösung der neuen Technik demonstrierten die Wissenschaftler mit Aufnahmen der Weichteile einer Ratte, in denen auch kleinste Details wiedergegeben werden, wie einzelne Hodenkanälchen. Diese Strukturen sind in normalen Tomographieaufnahmen unsichtbar, selbst wenn in hoher Auflösung gemessen wird, nicht nur wegen ihrer geringen Größe, sondern vor allem wegen mangelnden Kontrasts.

Literatur: Zanette, I., et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, Online: doi: 10.1073/pnas.1117861109