Röntgenphasentomographieist ein Bildgebungsverfahren, das durchdringende Röntgenstrahlen verwendet , um Volumenansichten durch "Scheiben" oder Abschnitte weiche biologische Gewebe, wie Tumore zu erzeugen, und es bietet stark verbesserten Kontrast im Vergleich zu herkömmlichen CT -Scans. Doch die Wissenschaftler noch nicht wissen, welche Röntgenphasentomographieverfahrenam besten geeignet sind , um optimale Ergebnisse für eine Vielzahl von Bedingungen ergeben.
Um diese Frage zu beantworten , eine große Gruppe von Forschern in Europa dargelegt, um drei verschiedene Röntgenphasentomographieverfahrenbei Vergleichen von der European Synchrotron Radiation Facility ( ESRF) Beamline ID19 in Frankreich - RöntgengitterInterferometrie Ausbreitung basierende Phase -Tomographie mit Einzelstrecken - Phase Wiederaufbau und holotomography .
Von Irene Zanette führte , ein Wissenschaftler sowohl mit ESRF und der Technischen Universität München (TUM) in Deutschland angeschlossen , setzen die Forscher diese drei Techniken auf die Probe durch die Untersuchung von Krebsgewebe von einem Maus-Modell und das Herz eines ganzen Ratte, die sie in dieser Woche berichten im Journal of Applied Physics , von AIP Publishing .
Zusammen mit Kollegen Bert Müller, Gruppenleiter des Biomaterials Science Center in der Schweiz, und Timm Weitkamp , ein Wissenschaftler am Synchrotron SOLEIL in Frankreich, das Team untersucht , welche Methode die beste Leistung in Bezug auf die räumliche Auflösung und Visualisierung / Quantifizierung der relevanten Merkmale in die Proben . Sie untersuchten auch andere damit zusammenhängende Faktoren wie die Einfachheit der Einrichtung und der Datenerfassung und -analyse in jedem Verfahren beteiligt.
Dazu wählten die Forscher um Synchrotronstrahlung , die deutlich höhere Qualität Röntgenstrahlen erzeugt als herkömmliche Röntgengeneratoren , wie sie in Krankenhäusern zu nutzen.
Was genau ist Synchrotronstrahlung ? "Denken Sie an Synchrotronstrahlung als analog zu der Art von monochromatischen , kollimiert und intensives Licht durch Laser erzeugt werden , während konventionelle Röntgengeneratoren in Krankenhäusern sind analog zu Glühbirnen verwenden wir in unseren Häusern ", erklärte Zanette , derzeit Postdoc in der biomedizinischen Physik an der TU München in Deutschland.
Wichtig ist, weist sie darauf hin , während ihre Studie wurde durchgeführt unter Verwendung von Synchrotron-Strahlung sind die gleichen Techniken zugänglich beiden polychromatische und divergierende Lichtstrahlen und können auch bei üblichen Röntgenstrahlenquellen durchgeführt werden.
Die Forscher verwendeten eine fortschrittliche Röntgentechnik als " Phasenkontrast- Bildgebung. " Diese Art der Bildgebung funktioniert, indem die Röntgenstrahlstören , während es von Probe zu Detektor ausbreitet , nach Zanette . " Diese Störung ist von grundlegender Bedeutung , da sie wertvolle Informationen über die Phase der Röntgenwellenkodiert. "
Zum Vergleich: konventionelle Röntgen - von der Art, in Krankenhäusern und Flughäfen durchgeführt - der keine Phaseninformation . Vielmehr verlässt sich nur auf die Dämpfung der Amplitude ( Intensitätsabnahme ) der Röntgenwellenvom untersuchten Objekt um den Bildkontrast zu erzeugen.
" Nähere Informationen finden Sie in der Phase als die Amplitude enthalten , so dass es uns ermöglicht, Bilder mit viel größeren Kontrast zu erhalten und klar unterscheidet Krebsgewebe von gesundem Gewebe ", sagte Zanette .
Und was haben sie durch den Vergleich Methoden finden? Die Gruppe war in der Lage, dass für jede Probe zu zeigen , ist die räumliche Auflösung aus den charakteristischen morphologischen Merkmale abgeleitet etwa doppelt so gut für holotomography und Single- Abstand Phasenrekonstruktions Vergleich zu RöntgengitterInterferometrie . Sie fanden auch , dass RöntgengitterInterferometriedaten bereitzustellen Allgemeinen viel besseren Kontrast -Rausch -Verhältnisse für anatomische Merkmale , übertreffen in der Treue der Dichtemessungen und sind robuster gegen niederfrequente Artefakte als holotomography .
Es stellt sich heraus , dass die Gruppe betrachtet alle drei der Phase Tomographieverfahren als komplementär . "Die Anwendung bestimmt, welche räumlichen und Dichte Auflösungen für die Bild Aufgabe und Dosisbedarf gewünscht , so ist es wirklich ankommt, eine Wahl zwischen der Komplexität des Versuchsaufbaus und der Datenverarbeitung ", so Müller. "Es ist wichtig, die ideale Technik für Ihre Zwecke zu wählen. "
Seit Synchrotronstrahlung ist von höherer Qualität als die Strahlung bei konventionellen Quellen , Messungen an Synchrotrons stellen Benchmarking Experimente bei der Übersetzung dieser Tomografie -Techniken für die klinische Praxis - insbesondere RöntgengitterInterferometrie , die zieht sich die Aufmerksamkeit für den Einsatz in Krankenhäusern.
"Unsere Forschung sollte dazu beitragen, eine Anleitung für andere Forscher bei der Entwicklung eines idealen Phasenkontrast- Bildgebungsmethode , die von Krankenhäusern in der Zukunft angenommen wird ", sagte Zanette .