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Neues Röntgenverfahren zur Coronadiagnose von der TUM entwickelt

Eine neue Röntgenmethode für die Lungendiagnostik wurde von Forschern der Technischen Universität München (TUM) entwickelt. Eine der ersten Anwendungsmöglichkeiten wäre die Diagnose der durch das Coronavirus verursachten Atemwegserkrankung Covid-19.

Röntgenbilder spielen seit mehr als einem Jahrhundert eine entscheidende Rolle in der medizinischen Diagnostik, vor allem jetzt, da sie als vorherrschendes Instrument zur Diagnose oder zum Screening von COVID-19 eingesetzt werden. Forscher der Technischen Universität München (TUM) unter der Leitung von Franz Pfeiffer, Professor für Biomedizinische Physik und Direktor der Munich School of BioEngnieering der TUM, stellten 2008 erstmals ein Dunkelfeldröntgenverfahren vor, und nach umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten können sie nun ein Gerät präsentieren, das für die Untersuchung von Patienten geeignet ist.

Der Unterschied zwischen der konventionellen Röntgenbildgebung und der neuen Methode besteht darin, dass die konventionelle Methode die Abschwächung der Röntgenstrahlen auf ihrem Weg durch das Gewebe zeigt, während die Dunkelfeldmethode sich auf den kleinen Anteil des Röntgenlichts konzentriert, der gestreut, d.h. von seinem geraden Weg abgelenkt wird.

Die neue Methode nutzt somit das physikalische Phänomen der Streuung in ähnlicher Weise wie die seit langem etablierten Technologien der Dunkelfeldmikroskopie mit sichtbarem Licht. Sie ermöglichen es, Objekte, die größtenteils transparent sind und im Dunkelfeldmikroskop als klare Strukturen vor dunklem Hintergrund erscheinen, deutlich sichtbar zu machen, was der Dunkelfeldmikroskopie letztlich ihren Namen gab.

Bei der Dunkelfeld-Bildgebung mit Röntgenstrahlen werden insgesamt drei Gitter verwendet. Die Röntgenstrahlen werden von einer konventionellen Röntgenröhre erzeugt, durchlaufen die drei Gitter und werden dann von einem Detektor registriert. Der Detektor ersetzt den Röntgenfilm des klassischen Röntgenbildes und funktioniert ähnlich wie der Chip in einer Digitalkamera. Wegen der kurzen Wellenlänge der Röntgenstrahlen sind die Linien der Gitter nur wenige Mikrometer (tausendstel Millimeter) breit. Bei einer Untersuchung befindet sich der Patient zwischen dem zweiten und dritten Gitter. Der Röntgendetektor empfängt dann ein konventionelles Röntgenbild, das mit einem Steifenmuster mit einer Breite von mehreren Millimetern überlagert ist. Die Streuung schwächt dieses zusätzliche Muster, so dass es in den Bildbereichen schwächer wird, die jene Bereiche des Körpers sichtbar machen, in denen viel Licht durch Streuung abgelenkt wird.

Darüber hinaus ist die neue Methode darauf ausgelegt, krankheitstypische Anomalien eindeutig zu identifizieren und erfordert eine deutlich geringere Strahlendosis als die derzeit verwendeten Computertomographieverfahren. Das liegt daran, dass die neue Technologie nur ein einziges Bild pro Patient benötigt, während die Computertomographie eine grosse Anzahl von Einzelbildern aus verschiedenen Blickwinkeln erfordert.

Da das Coronavirus in unserer Umwelt immer noch vorhanden ist, kann man davon ausgehen, dass die Nachfrage nach kostengünstiger, zuverlässiger und schonender Covid-19-Diagnostik noch weiter zunehmen wird. Aus diesem Grund hat das Bundesamt für Strahlenschutz die Zulassung für das Gerät erteilt und die Tests sollen in den nächsten Wochen beginnen.