Eine echte Revolution in der Mikroskopie: China präsentiert einen Tomographen in Lautsprechergröße

Chinesische Wissenschaftler haben die Vorstellung von den Möglichkeiten der Computertomographie auf den Kopf gestellt und eine Entwicklung vorgestellt, die mit ihrer Miniaturisierung und ihrem Gewicht beeindruckt. Das neue Gerät namens Xtomo-Cube passt in eine Hand, wiegt nur 6 Kilogramm und erinnert in seinen Abmessungen an ein gewöhnliches Tischlautsprechersystem. Diese Innovation, entwickelt vom Unternehmen Rayim aus der Provinz Shandong, eröffnet neue Horizonte für die Untersuchung feinster Objekte – von Millionen Jahre alten Fossilien bis hin zu mikroskopisch kleinen Bestandteilen von Arzneimitteln.

„Dieses Gerät ist so kompakt, dass man es mit einer Hand halten kann. Wir sprechen von dem kleinsten und leichtesten Computertomographiesystem der Welt, das bereits den Beinamen ‚Handflächen-CT‘ erhalten hat“, sagt Liu Baodong, leitender Ingenieur der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Geschäftsführer von Rayim. Seinen Angaben zufolge bestand die zentrale Herausforderung darin, alle notwendigen Komponenten in einem nur vier Liter großen Gehäuse unterzubringen: die Röntgenquelle, den Detektor und die Rotationsplattform – und dabei eine hohe Bilddetailschärfe zu bewahren.

Die Grenzen der Forschung erweitern: von Schnecken bis zu Batterien

Xtomo-Cube erreicht eine beeindruckende räumliche Auflösung von 80 Mikrometern, vergleichbar mit der Dicke eines menschlichen Haares. Dadurch lassen sich die inneren Strukturen unterschiedlichster Objekte und Anwendungsbereiche detailliert analysieren – von mikroskopisch kleinen Schneckengehäusen bis zur Untersuchung der Integrität von Arzneikapseln. Auch der Energieverbrauch des Geräts ist bemerkenswert effizient und liegt bei nur etwa 200 W. Das macht es ideal für den Einsatz im Feld, wo ein gewöhnliches tragbares Ladegerät ausreichen kann.

Der bisherige Weltrekord gehörte einer deutschen Entwicklung, die 19 Kilogramm wog. Damit übertrifft der chinesische Tomograph diesen Wert um mehr als das Dreifache. Es ist erwähnenswert, dass die Computertomographie als Methode einen langen Entwicklungsweg hinter sich hat. Der erste klinische Computertomograph wurde 1971 in London zur Erkennung eines Gehirntumors eingesetzt. Entwickelt vom britischen Ingenieur Godfrey Hounsfield, war dieses 3 Meter lange Gerät nur in der Lage, den Kopf eines Patienten zu scannen, und die Aufnahme mehrerer zweidimensionaler Bilder dauerte etwa 5 Minuten.

Heute sind Computertomographen ein unverzichtbarer Bestandteil der modernen Medizin und ermöglichen die Diagnose einer breiten Palette von Erkrankungen: von Tumoren bis hin zu inneren Blutungen und Verletzungen. Darüber hinaus wird die Tomographie auch in der wissenschaftlichen Forschung широко eingesetzt, insbesondere zur Analyse von Fossilien, archäologischen Funden sowie zur Qualitätskontrolle industrieller Komponenten, etwa von Batterien für Elektroautos. Typische medizinische Tomographen bleiben jedoch sperrig und schwer und erreichen eine Höhe und Breite von rund 2 Metern sowie ein Gewicht von 2 bis 2,2 Tonnen.

„Auf dem Markt gibt es eine enorme Vielfalt an Computertomographen, die man mit einem Fuhrpark vergleichen kann – von Sportwagen bis zu Lastwagen. Unser Xtomo-Cube kann mit gutem Recht als ‚Kompaktwagen‘ in der Welt der Computertomographie bezeichnet werden. Er ist nicht für das Scannen großer Objekte gedacht; seine Zielgruppe ist die Untersuchung der inneren Struktur kleiner Gegenstände“, erklärt Liu Baodong.

Die Portabilität und der geringe Energieverbrauch machen Xtomo-Cube äußerst vielversprechend für den Einsatz in Universitätslaboren und Forschungszentren, in denen Ressourcen oder Platz mitunter begrenzt sind. Das eröffnet Studierenden und Forschenden einen breiteren Zugang zu fortschrittlichen Analysetechnologien und fördert neue Entdeckungen und Innovationen. Die Entwicklung chinesischer Ingenieure bestätigt den Trend zur Miniaturisierung und Effizienzsteigerung von Technologien, der die Ansätze in Forschung und Diagnostik in naher Zukunft grundlegend verändern könnte.