Laserbasiertes Röntgenbild im Eiltempo

Laserbasiertes Röntgenbild im Eiltempo
Die Weiterentwicklung des Hochleistungslasers ATLAS im Laboratory for Extreme Photonics der LMU ermöglichte die Erstellung einer 3D-Rekonstruktion der Feinstruktur einer Knochenprobe (©Thorsten Naeser)

Mit Hilfe einer laserbasierten Röntgentechnik haben Laserphysiker merstmals eine Knochenprobe innerhalb weniger Minuten rekonstruiert. Eine medizinische Anwendung der neuen Technologie rückt näher.

  • Datum:
    03.05.2018
  • Autor:
    O. Meyer-Streng (mh/ktg)
  • Quelle:
    Max-Planck-Institut für Quantenoptik

Einen wichtigen Schritt zur medizinischen Anwendung einer neuen laserbasierten Röntgenquelle haben Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität, des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik und der TU München zurückgelegt.

Mit Hilfe der durch einen Laser erzeugten Röntgenstrahlung ist es den Physikern gelungen, eine vollständige 3D-Rekonstruktion der Feinstruktur einer Knochenprobe, eine Tomographie, innerhalb weniger Minuten durchzuführen. Bisher dauerten vergleichbare laserbasierte Messungen mehrere Stunden.

Neben der mittels Röntgenröhren erzeugten Strahlung für die diagnostische Bildgebung gibt es auch die sogenannte Synchrotronstrahlung. Sie ist um ein Mehrfaches heller und erlaubt deutlich detailliertere Strukturanalysen. Synchrotron-Lichtquellen sind jedoch nicht sehr verbreitet; sie erfordern den Bau sehr großer und teurer Teilchenbeschleuniger.

Demgegenüber sind laserbasierte Röntgenquellen bei vergleichbarer Qualität der Strahlung um ein Vielfaches kleiner und daher deutlich günstiger als konventionelle Synchrotrons.

In ersten Messungen am Max-Planck-Institut zeigten die Forscher 2015 bereits die 3D-Rekonstruktion eines Insekts. In den neuen Experimenten am Laboratory for Extreme Photonics verbesserten die Forscher nun ihren experimentellen Aufbau und analysierten erstmals eine menschliche Knochenprobe. Dank fortgeschrittener Rekonstruktionsverfahren konnten die Forscher zudem mit einem deutlich kleineren Rohdatensatz arbeiten. So konnten sie eine vollständige Tomographie innerhalb von drei Minuten aufnehmen.