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und heute wollen wir uns die Phasenkontrast-Röntg Bellgebung ansehen.

Nun, was sind die einzelnen Themen, die wir uns heute ansehen wollen?

Wir wollen zum einen natürlich über die Motivation reden, dann später uns das Physik keine angesehen,

dazu ansehen, dann noch ein paar praktische Anwendungen und Beispiele. Also, um was geht's?

Wir haben hier Beispielbilder, die über eine entsprechende Phasenkontrastbildgebung aufgenommen

wurden. Was ihr schon kennt, ist die obere Zeile, das ist nämlich das Röntgenabsorptionsbild. Aber

aus dem Röntgensignal lassen sich noch weitere Informationen extrahieren. Das ist einmal die

differenzielle Phase, also der Phasenkontrast und noch eine weitere Komponente, das sogenannte

Dunkelfeldbild. Das Dunkelfeldbild gibt im Wesentlichen Mikrostreuung an, die zum Beispiel

hier bei der Maus sehr deutlich im Fell dargestellt werden kann. Und damit hätten wir eben einen

zusätzlichen Bildkontrast, der eben besonders stark auf sehr fein streuende Effekte ausgerichtet

werden kann. Und natürlich ist das zum Beispiel sehr spannend, weil wir typischerweise das Fell

ja kaum sehen in der Zitere-Konstruktion, weil dort so gut wie keine Röntgenabsorption stattfindet.

Hier über dieses Streuverfahren können wir diese plötzlich visualisieren und natürlich kriegen

wir den Phasenkontrast hin. Hier mal ein klinisches Beispiel, eine sogenannte Mastektomie. Hier wurde

also ein Teil der Brust entfernt, um zum Beispiel das Wachsen eines Krebstumors zu verhindern. Und

an dieser Probe konnten wir zum Beispiel zeigen, dass wir in dem Phasenkontrastbild und dem

Absorptionsbild gar nicht so gut Mikrokalsifikationen sehen können. Aber wenn die

Mikrokalsifikationen gehäuft auftreten und an verschiedenen Stellen, dann sorgen die für eine

entsprechende Mikrostreuung. Und wir sehen hier in dem Dunkelfeldbild auf der rechten Seite, genau

dort wo der rote Pfeil ist, auch eine deutliches Auftreten von diesen Mikrostreuungseffekten.

Weshalb wir glauben, dass diese Technologie eventuell ein Schlüssel sein könnte, um bessere

Brustkrebsdiagnostik voranzutreiben. Ja, was sehen wir? Wir sehen die Absorption, das kennen wir

schon. Wir sehen den Phasenkontrast, das sich quasi aus dem Phasenversatz ergibt. So ähnlich haben wir

uns das ja schon in der Mikroskopie angesehen, also auch einen Effekt, den wir hier mit messen können

und das sogenannte Dunkelfeldsignal, das eben diese Mikrostreuung ist. Nun sehen wir uns ein

bisschen die Physik an und dazu müssen wir uns das Licht wieder als Welle vorstellen, nicht mehr als

Teilchen, wie wir es in den letzten Vorlesungen getan haben. Und wir sehen, dass quasi die

Überlagerung von Wellen mit unterschiedlicher Frequenz zu unterschiedlichen Interferenzmustern

führen kann. Und solche Interferenzmuster lassen sich dann auch entsprechend erzeugen. Insbesondere

sehen wir eben, dass wenn die Überlagerung so stattfindet, dass sie Interferenz gleicher

Frequenz ist und wir die beiden Signale genau richtig ausrichten, dann kriegen wir eine Verstärkung.

Wenn wir aber eine Interferenz von einem Signal haben mit gleicher Frequenz, die wir beide etwas

gegeneinander verschoben haben, dann kann es zu einer Auslöschung kommen. Genau diese Interferenz

Effekte sind für uns sehr wichtig, weil wir anhand dieser jetzt hergehen können und unsere

Phasenkontrastmitgebung darauf aufbauen werden. Ja, was brauchen wir dafür? Wir brauchen für

stationäre Interferenz mindestens zwei Wellen und wenn wir diese Auslöschungseffekte haben wollen,

müssen die dieselbe Frequenz haben. Das heißt, wir brauchen eine konstante Phasendifferenz,

damit wir diese Effekte stationär aufbauen können. Das führt uns zum Doppelschlitz-Experiment nach

Yang. Wenn ihr das vielleicht schon im Physikunterricht gehört habt, dann ist es eine

kleine Wiederholung für euch. Wir können nämlich, wenn wir eine Lichtquelle haben und die

entsprechend mit doppelten Schlitzen einsetzen, solche Interferenzmuster erzeugen. Das Ganze ist

schon von 1801 und wir sehen hier den prinzipiellen Aufbau. Wir haben also eine Lichtquelle, die wir

vor einen einzelnen Schlitz setzen, damit sie quasi eine Wellenfront generiert, die überall gleich ist

und dann setzen wir zwei weitere Schlitze in einer weiteren Platte etwas später. Tatsächlich lassen

sich hier einfach Pappstreifen verwenden, weil wir mit normalen optischen Lichter arbeiten und wenn

wir das so tun, dann bekommen wir auf einem Bildschirm solche Interferenzmuster projiziert.

Diese Distanz der Interferenzmuster, also quasi die Auslöschung zur Verstärkung, lässt sich quasi

auch mathematisch bestimmen. Und zwar kriegen wir die im Wesentlichen über dem Winkel, in dem sie