Phasen-Kontrast-Röntgen erkennt kleinste Mikrokalke in der Brust

Die Arbeitsgruppe „Radiation Physics“ vom Physikalischen Institut 4 unter der Leitung von Prof. Dr. Gisela Anton, die dort den Lehrstuhl für Teilchen- und Astroteilchenphysik innehat, arbeitete mit einem Verfahren aus dem Bereich des Phasen-Kontrast-Röntgens. Es beruht auf der Ablenkung von Röntgenstrahlen an den Grenzflächen von Geweben. Zuvor werden diese Strahlen durch Gitter gelenkt, so dass sie regelmäßige Interferenzmuster erzeugen. Diese werden gestört, wenn Objekte, auch wenn sie sehr klein sind, die Strahlung ihrerseits ablenken. Detektiert wird ein Schatten oder ein sog. Dunkelfeld, dessen Erscheinen auf der Röntgenaufnahme für diagnostische Zwecke genutzt werden kann. Die Körnchen aus Kalziumphosphat, die aus Brustuntersuchungen in der Mammografie als sog. Mikrokalke bekannt sind, sind mit einer sehr unregelmäßigen Oberfläche ausgestattet und erzeugen auf der Röntgenaufnahme deutliche Störungen der Interferenzmuster oder Dunkelfelder. Die mithilfe des Verfahrens darstellbaren Mikrokalke haben nur eine Größe von wenigen Mikrometern, so feine Ablagerungen waren bislang mit keiner anderen Methode aus dem Bereich der medizinischen Bildgebung nachweisbar.

Kalziumphosphat kommt in der Natur nicht in reiner Form vor. Es wird vom Menschen hergestellt, der es in Düngemitteln einsetzt oder in der Lebensmittelindustrie als Trennmittel, Säureregulator und Festigungsmittel. Seit längerem wird der Stoff verdächtigt, für allergische Reaktion verantwortlich zu sein. In der Brustkrebsforschung gelten Mikrokalkablagerungen in der Brust als mögliche Krebsauslöser.

Kooperative Gesundheitsforschung in Erlangen

Die Physiker arbeiten bei der Erforschung der Röntgen-Dunkelfeldbildgebung für die Mammographie im Rahmen des Spitzencluster Medical Valley interdisziplinär mit Kolleginnen und Kollegen aus der Gynäkologie, der Radiologie und der Pathologie von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg zusammen. Außerdem kooperieren sie mit Siemens Healthcare und dem Karlsruhe Institut für Technologie (KIT). Ziel des Projektes ist es herauszufinden, mit welchem diagnostischen Wert die Röntgen-Dunkelfeldbildgebung in der Mammographie sowie in der Osteoporose- und Arthrose-Erkennung, der Suche nach Fremdkörpern in Wunden oder beim Feststellen von Lungenkrankheiten hat.