Von der Teilchenphysik zum medizinischen Bildgebungsverfahren

Was haben moderne Teilchenphysik, Medizin und pharmazeutische Forschung gemeinsam? In diesen Gebieten wird der Nachweis von Elementarteilchen verwendet, um Verborgenes sichtbar zu machen. Mit Hilfe der Teilchenphysik ist es Forschern gelungen, die Bildgebung in der Positronen-Emissions-Tomographie massgeblich zu verbessern.

Der neue PET-Scanner (rechts) ermöglicht eine genauere und effizientere Bildgebung.

Ob bei der Diagnose von Knieverletzungen oder bei der Tumorsuche – computerunterstützte Bildgebungsverfahren sind aus der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken. Sie erlauben den Blick ins Körperinnere ohne Eingriffe oder schädliche Röntgenstrahlung. AX-PET ist eine wesentliche Weiterentwicklung eines speziellen Tomographieverfahrens, der Positronen-Emissions-Tomographie (PET). PET erlaubt es, Stoffwechselprozesse und physiologische Funktionen im Organismus von Menschen oder Tieren abzubilden. Das Verfahren wird seit vielen Jahren erfolgreich in klinischen Anwendungen, beispielsweise in der Krebsheilkunde, aber auch in den Neurowissenschaften und in der Medikamentenforschung eingesetzt.

Die ursprünglichen Ideen und Methoden dazu wurden von Forschern aus Teilchenphysik und Medizin gemeinsam entwickelt. Um Elementarteilchen z.B. am Large Hadron Collider am CERN im Detail zu vermessen, verwenden die Teilchenphysiker modernste Materialen wie künstliche Kristalle, Lichtsensoren oder Halbleiterdetektoren in Verbindung mit integrierter Elektronik.

Im AX-PET-Projekt wird dieses Know-How der Teilchenphysiker dazu verwendet, um ein neues PET-Scanner-Konzept zu entwickeln. Ziel ist eine höhere Genauigkeit in der Bilderzeugung, welche beispielsweise in der pharmazeutischen Forschung zum Einsatz kommen könnte.

An der Scientifica wird ein Blick ins Innere der Maschine möglich. Die Forscher zeigen echte Detektorelemente und Materialien und erläutern den Zusammenhang zwischen der Grundlagenforschung in der Teilchenphysik und der Detektorentwicklung am Beispiel ihres neuen Verfahrens.

Weitere Informationen zum AX-PET: https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AXIALPET/WebHome

Beteiligte

Prof. Dr. Günther Dissertori
Prof. Dr. Felicitas Pauss
Dr. Maria Chiara Casella
Dr. Francesca Nessi-Tedaldi
Dr. Werner Lustermann
Prof. Dr. Christophorus Grab