Computertomographien (CTs) erlauben ein Blick ins Hirn des Menschen. (Foto: IMAGO, IMAGO / imagebroker)

100. Todestag von Wilhelm C. Röntgen

Von wegen Strahlung: Was bildgebende Verfahren heute leisten können

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Stefan Troendle
Stefan Troendle, Reporter und Redakteur bei SWR Wissen aktuell und SWR2 Impuls. (Foto: SWR, SWR, Christian Koch)
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Lilly Zerbst

Vor hundert Jahren starb Wilhelm Conrad Röntgen. Die später nach ihm benannte Strahlung entdeckte er per Zufall. Heute ist seine Entdeckung Basis vieler bildgebender Verfahren – ein Meilenstein für die Medizin.

Egal ob Arm, Bein oder Brust: Das Brummen beim Röntgen wird mit der modernen Technik immer leiser, kürzer und die Strahlendosis geringer. Die Zufalls-Entdeckung von Wilhelm Conrad Röntgen sei eine der wichtigsten Entdeckungen für die Medizin, sagt Dietbert Hahn vom Röntgen-Kuratorium in Würzburg. Denn mit der Röntgenstrahlung war es erstmals möglich, in das Innere des Menschen hineinzuschauen, ohne ihn aufschneiden zu müssen.

Röntgentechnologie verbessert sich stetig

Mittlerweile haben auf Röntgenstrahlung basierende Bilder eine Auflösung von bis zu einem zehntel Millimeter, sagt Konstantin Nikolaou, der demnächst die deutsche Röntgengesellschaft leitet. Mit höhere Auflösung steigt auch die diagnostische Genauigkeit.

Wir haben eine höhere diagnostische Genauigkeit bei geringerer Belastung des Patienten.

Die Fortschritte in der Radiologie sind enorm, gerade bei den CTs, den Computertomographen, deren röntgenbasierte Aufnahmen im Computer zusammengesetzt werden. Das klassische Röntgen ist deswegen aber keineswegs Geschichte, so Nikolaou. Es wird noch alltäglich in der Diagnostik angewandt, zum Beispiel bei der Untersuchung des Thorax oder von Gelenken. Aber: Die Strahlenbelastung ist sehr viel geringer geworden.

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Quantensprung der Technologie: Photonen-zählende CTs

Die neueste Generation der Computertomographen, die Photonen-zählenden CTs wandeln die Röntgenstrahlen nicht mehr in Licht, sondern direkt in elektrische Impulse um. So sind schärfere Bilder möglich: Sie können höhere Details auflösen und kleinere Strukturen abbilden, so Nikolaou, und das mit geringerer Strahlendosis.

Denn jedes einzelne Photon, also jedes einzelne Energiepaket der Röntgenstrahlung, kann gezählt werden. Auch sei es möglich, bestimmte Gruppen dieser Röntgenphotonen auszublenden, um die Bildqualität zu erhöhen, sagt Nikolaou. Damit könne man Extremitäten so gut abzubilden, dass die Bilder wie histologische Knochenpräparate aussehen.

Diese neue Detektortechnologie ist eine kleine Revolution in der Comuptertomographie. Da ist mal wieder ein Quantensprung passiert.

Künstliche Intelligenz beschleunigt Untersuchung

Aber nicht nur diese Untersuchungen gehen auf die nobelpreisprämierte Erfindung Röntgens zurück, sondern alle Formen von sogenannten bildgebenden Verfahren. So zum Beispiel auch die Magnetresonanztomographie (MRT), auch Kernspintomografie genannt, bei der starke Magnetfelder für die Untersuchungen eingesetzt werden.

Bei diesem Verfahren aus den achtziger Jahren sorgt jetzt Künstliche Intelligenz (KI) für eine rasante Weiterentwicklung. Die würde nicht nur eingesetzt, um Diagnosen zu erstellen – was zur Zeit noch sehr schwierig ist – sondern auch, um die Methode selbst zu verbessern, so Nikolaou. Der KI-Algorithmus lernt dabei, wie man aus den Aufnahmedaten Bilder rekonstruiert und kann dieses Verfahren so massiv beschleunigen:

Wir können uns vorstellen, dass MRT Untersuchungen in der Zukunft nur wenige Minuten dauern.

Das macht die Untersuchungen viel schonender. Mometan dauern diese Scans noch bis zu einer halben Stunde. Zudem liefern sie vom Meniskusriss bis zur Lage eines Tumors ein viel genaueres Bild und ermöglichen damit eine indivuduellere personalisierte Behandlung.

Magnetresonanztomographie (MRT) Aufnahmen vom menschlichen Gehirn. (Foto: IMAGO, IMAGO / Science Photo Library)
Auch mithilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) können detailierte Schnittbilder des menschlichen Körpers aufgenommen werden. Das Verfahren eignet sich insbesondere für Weichteilgewebe im Körper. MRTs können zum Beispiel der Blutfluss im Hirn abbilden, sodass bei einem Schlaganfall die Größe des Infarkts genau erfasst werden kann (siehe Bild).

Ultraschall ermöglicht Herzuntersuchung im Mutterleib

Ähnliche Fortschritte gibt es auch beim besonders schonenden Ultraschall: Damit könne man inzwischen Flüsse in Gefäßen sehr gut darstellen, schildert Nikolaou. Auch hier sind dreidimensionale Aufnahmen möglich. Selbst einen Fötus kann man im Detail untersuchen, zum Beispiel am Herzen, das zum Teil nur Zentimeter groß ist.

Röntgens Entdeckung ist Allgemeingut

Aus der ursprünglich zufälligen Entdeckung ergaben sich Untersuchungsmethoden, die sich Wilhelm Conrad Röntgen vermutlich nicht hätte träumen lassen. Dass sie heute aus der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken sind, hat aber auch noch einen anderen Grund: Röntgen hat sein Verfahren absichtlich nie patentieren lassen. Der 1978 gestorbene Physiker Richard Glocker war 1914 Röntgens letzter Doktorand. Er erinnert an dessen soziale Einstellung:

Röntgen war der Ansicht: Das, was er findet, was er erfindet, ist Gemeingut. Es gehört der Allgemeinheit.

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