Tumor besser sichtbar machen

Mit Hilfe von so genannten „early arriving photons“ und einem 360-Grad-Detektor können schärfere und aussagekräftigere Bilder der untersuchten Objekte erstellt werden, als mit der herkömmlichen Röntgen-Computertomographie.

Fluoreszierende Moleküle sind Substanzen, die zur Emission von Licht angeregt werden können. Diese erweisen sich seit vielen Jahren sowohl in der biologischen Forschung als auch in medizinischer Diagnostik als äußerst nützliche Hilfsmittel. Mittels Fluoreszenz lassen sich zum Beispiel die Regulation und Expression von Genen untersuchen, Proteine in Zellen und Geweben lokalisieren, Stoffwechselprozesse verfolgen und die Dynamik von Zellen analysieren. Eine besondere Bedeutung erhält die Fluoreszenzbildgebung in Verbindung mit neuartigen tomografischen Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung von Objekten in lebenden Organismen.

Da in Geweben Photonen ab einer Eindringtiefe von nur wenigen hundert Mikrometern stark durch Zellmembranen und Organellen gestreut werden, ist die Qualität der Bilder von Natur aus eingeschränkt. Daher entstehen nur relativ unscharfe Bilder.

„Early arriving photons“ sind die ersten, die nach einer Bestrahlung von Gewebe mit ultrakurzen Photonen-Impulsen am Detektor ankommen. Im Vergleich zu späteren ankommenden Photonen werden sie verhältnismäßig wenig gestreut und liefern in Kombination mit einem 360-Grad-Detektor - verglichen mit einer kontinuierlichen Bestrahlung - deutlich schärfere und aussagekräftigere Bilder der untersuchten Objekte.

Vergleichsuntersuchungen mit der herkömmlichen Röntgen-Computertomografie zeigten, dass die „Early Photon Tomography“ (EPT) nicht nur eine sehr sensitive Methode zur Darstellung von Lungentumoren in lebenden Organismen ist, sondern zusätzlich biochemische Veränderungen in benachbarten Gewebearealen darstellen kann, die durch die Tumorerkrankung entstanden sind und die durch konventionelle Röntgen-Tomografie nicht erfasst werden können.

Die Methode ist derzeit zwar nur für kleine Tiere anwendbar. Die Übertragung auf größere Organismen und Menschen ist aufgrund technischer Weiterentwicklung nach Meinung der Wissenschaftler jedoch durchaus möglich.

MEDICA.de; Quelle: Helmholtz Zentrum München