CERN-Technologie könnte bessere Diagnosen ermöglichen Röntgenbilder in Farbe - scinexx | Das Wissensmagazin
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CERN-Technologie könnte bessere Diagnosen ermöglichen

Röntgenbilder in Farbe

3D-Röntgenaufnahme eines Handgelenks mit Armbanduhr: Die Knochen erscheinen weiß, das weiche Gewebe rot. © MARS Bioimaging Ltd

Schluss mit schwarzweiß: Wissenschaftler haben zum ersten Mal eine Röntgenaufnahme in Farbe erstellt. Möglich machte dies ein neuartiger Scanner, der auf einer ursprünglich für den Teilchenbeschleuniger LHC entwickelten Technik beruht. Das Gerät registriert jedes ankommende Strahlungsteilchen und kann deren unterschiedlichen Energien farbig darstellen – dadurch erlaubt es eine einfache Unterscheidung von Gewebetypen. Die Entwickler versprechen sich genauere Bilder und bessere Diagnosen.

Ob für einen Blick in den Kiefer oder das verknackste Sprunggelenk: Die Röntgendiagnostik ist aus der Medizin kaum noch wegzudenken. 1,7 Mal wird jeder Deutsche pro Jahr mithilfe der unsichtbaren Strahlen durchleuchtet, die Wilhelm Conrad Röntgen bereits vor mehr als 120 Jahren entdeckte. Das Röntgen ist ein altes Verfahren – und das sieht man ihm trotz aller Fortschritte an. Denn obwohl die Bilder mittlerweile digital verarbeitet werden, hat sich eines bis heute nicht geändert: Röntgenaufnahmen sind schwarzweiß.

Vom Teilchenbeschleuniger in die Klinik

Während unsere Fotos und Fernsehbildschirme irgendwann den Sprung in die Farbwelt schafften, war den Röntgenbildern dieser Schritt bislang verwehrt. Doch das könnte sich nun ändern. Denn neuseeländische Wissenschaftler um Phil und Anthony Butler von der University of Otago in Christchurch haben zum ersten Mal eine farbige Röntgenaufnahme eines menschlichen Körpers angefertigt.

Timepix3: einer der Medipix-Auslesechips © CERN

Möglich wurde dies dank einer am europäischen Forschungszentrum CERN entwickelten Technologie namens Medipix, die ursprünglich für den Einsatz im Teilchenbeschleuniger LHC gedacht war. Dahinter verbergen sich eine Reihe von Chips, die Teilchen detektieren und abbilden können. Diese Pixeldetektoren funktionieren ähnlich wie eine Digitalkamera. Weil sie jedes einzelne Teilchen registrieren, das sie trifft, eignen sie sich auch für hochauflösende Bildgebungsverfahren in der Medizin.

Farben zeigen Energieunterschiede

„Der Medipix-Chip ist das fortschrittlichste, was es momentan in diesem Bereich gibt. Er macht Bilder von einer Qualität möglich, die kein anderes bildgebendes Verfahren erreichen kann“, konstatiert Phil Butler. Um dieses Potenzial zu nutzen, kombinierte das Forscherteam die Medipix-Technologie mit Algorithmen, um dreidimensionale und farbige Röntgenaufnahmen zu erstellen.

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Dabei nutzten sie die Tatsache, dass Röntgenstrahlung aus einem Spektrum unterschiedlicher Energien besteht: Harte, energiereiche Strahlung wird von den Geweben nicht in gleichem Maße absorbiert wie weichere, energieärmere. Diese Unterschiede erkennt der Detektor – und sie lassen sich mithilfe einer Farbkodierung differenziert darstellen.

„Bessere Diagnosen möglich“

Mediziner und Patienten könnten von dem neuen Röntgenscanner künftig merklich profitieren. Denn dem Arzt stehen damit nicht nur besonders akkurate, hochaufgelöste Aufnahmen zur Verfügung. Er kann anhand der Farbe auch auf den ersten Blick erkennen, mit welchem Gewebetyp er es zu tun hat. „In ersten Studien mit dem Gerät hat sich gezeigt, dass das Verfahren bessere Diagnosen ermöglicht“, sagt Anthony Butler.

In den kommenden Monaten soll der Scanner in einer weiteren klinischen Untersuchung bei Patienten mit Rheuma und orthopädischen Beschwerden getestet werden. Ziel ist es dem Team zufolge, das Röntgen in Farbe so bald wie möglich routinemäßig in die Kliniken und Praxen zu bringen.

(CERN, 12.07.2018 – DAL)

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