Die Darstellung von Gelenkknorpel des oberen Sprunggelenkes mit einem neuen Röntgenverfahren: „Diffraction-enhanced X-ray imaging (DEI)

Destruction and loss of articular cartilage is one of the key events in osteoarthritic disorders. Radiographic evaluation is based solely on detecting the narrowing of the joint space and not on destruction of cartilage, since cartilage tissue is invisible in conventional X-ray imaging. Here we report that a high resolution image of human articular cartilage can now be obtained by using diffraction-enhanced-imaging (DEI), a novel X-ray radiographic technique specifically modulated to separately detect X-ray refraction and scatter rejection (extinction) in addition to the absorption patterns of conventional radiography. The results indicate that not only defects and loss of articular cartilage can be detected, but also structural abnormalities within the tissue can be visualized. DEI may provide clinicians and scientists with information about cartilage damage before any clinical evidence of osteoarthritis and it may open the door to the development of new diagnostic tools for the evaluation and treatment of degenerative joint disorders. Die Zerstörung und der Verlust von Gelenkknorpel ist eines der zentralen Ereignisse bei Krankheiten des osteoarthritischen Formenkreises. Die radiologische Beurteilung basiert auf der Abschätzung der Gelenkspaltverschmälerung im Zuge der Knorpelzerstörung. Konventionelle Röntgentechnik bildet Knorpel nicht ab, da sie nur die Absorptionseigenschaften von Gewebe mit hoher Dichte (z. B. Knochen) ausnutzt. Mit Hilfe einer neuen Technologie, welche die physikalischen Eigenschaften des Röntgenlichtes intensiver ausnutzt, lässt sich menschlicher Gelenkknorpel trotzdem darstellen. Diese Technik verwendet zusätzlich zur Absorption die Streuung und Beugung bei der Analyse des bildgebenden Lichtanteils und wird daher als „Diffraction Enhanced Imaging (DEI)” bezeichnet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass nicht nur normales Knorpelgewebe, sondern auch Defekte und strukturelle Veränderungen in der molekularen Organisation des Knorpels mit dieser Methode erfasst werden können. DEI wird möglicherweise die Erfassung von Daten in Frühstadien der Osteoarthritis erlauben. Diese Früherkennungseigenschaften von DEI könnten den Weg zur Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Wege bei der Behandlung degenerativer Gelenkerkrankungen bereiten.