Revolutionäre des Röntgenlichts

Das ETH-Spin-off GratXray will die Präzision von Mammografien erhöhen. Mit Hilfe eines neuartigen Gerätes könnte die Erkennung von Brustkrebs nicht nur genauer, sondern auch schmerzfrei werden. Ein revolutionärer Schritt bei den Brust-Screenings.

Am Anfang jedes Jungunternehmens steht die Vision, mit neuen Ideen den Markt zu erobern. Vor der erfolgreichen Firmengründung gibt es jedoch etliche Meilensteine zu erreichen. So auch im Fall von «GratXray», einem Spin-off, das diesen Sommer aus der ETH Zürich und dem Paul-Scherrer-Institut (PSI) hervorgegangenen ist.

Gitter als Schlüsselelement

«Es ist eine ziemlich lange Geschichte, die zur Gründung von GratXray geführt hat», schickt Marco Stampanoni, Spin-off-Mitgründer und Professor für Röntgenbildgebung an der ETH Zürich, voraus. Die Grundlage für ihr Unternehmen legten die Wissenschaftler in den Jahren 2006 bis 2017. In dieser Zeit entwickelten sie die Röntgenphasenkontrast-Mammografie stetig weiter. Durch die Integration dreier Gitter in herkömmliche Röntgensysteme lässt sich nicht nur messen, wie stark das Gewebe die Röntgenstrahlen absorbiert, sondern auch, wie dieses die Strahlung bricht und streut.

Die auf diese Weise gewonnenen Zusatzinformationen führen zu enorm kontrastreichen Bildern, die feinste Strukturen im Gewebe sichtbar machen. Dies vereinfacht es, auf den Zustand des untersuchten Gewebes zu schliessen und Anzeichen von Brustkrebs wie Verkalkungen frühzeitig zu erkennen. «Dank des neuartigen Phasenkontrast-Verfahrens, das auf der Gitterinterferometrie-basiert, glückte uns ein wichtiger Schritt in Richtung klinischer Anwendung», sagt Stampanoni. Und nicht nur das: Der Spin-off hat mit seiner neuen Technologie von sich reden gemacht und wurde vor kurzem mit dem Swiss Technology Award ausgezeichnet.

Der Schritt in Richtung Wirtschaft

Mit der Gründung von GratXray fliessen nun über zehn Jahre Know-how in die Entwicklung eines neuartigen Mammografiegerätes. «Um diesen Schritt zu wagen, war es mir wichtig, Gründungspartner an meiner Seite zu haben, denen ich absolut vertrauen kann», erzählt Stampanoni. Einen solchen Partner hat er in seinem langjährigen Mitarbeiter Zhentian Wang gefunden, der nun als CTO die technische Umsetzung leitet. Martin Stauber, ein ehemaliger Doktorandenkollege aus dem Institut für biomedizinische Technik an der ETH Zürich, konnte Stampanoni ebenfalls für dieses Projekt gewinnen.

Stauber, der nun CEO des Spin-offs ist, ist von der medizinischen Notwendigkeit des neuen Verfahrens überzeugt: «Die gängigen Brust-Screenigmethoden sind nicht befriedigend und führen oft zu falschen oder zweideutigen Diagnosen.» So werden acht von zehn Frauen fälschlicherweise einer Biopsie unterzogen, weil bisherige Mammografien zu ungenau sind. Das setzt Betroffene unter grossen psychischen Druck. Hinzu kommt, dass heutige Mammografien für Frauen schmerzhaft sind, da die Brust für eine gute Aufnahme stark gepresst werden muss.

Mammografie neu gedacht

Beim neuen Verfahren von GratXray sollen die Patientinnen auf dem Bauch liegend gescannt werden. Die Brust wird dabei durch eine Öffnung im Untersuchungstisch geführt und wird durch den unter dem Tisch montierten Computertomografen geröntgt. Dadurch ist diese Art der Mammografie schmerzfrei. Die dabei eingesetzte Strahlendosis ist gleich hoch wie bei einer herkömmlichen Mammografie, liefert jedoch dank der Gitter-Interferometrie hochaufgelöste und kontrastreiche dreidimensionale Bilder.

Weiterer Meilenstein in Reichweite

Das GratXray-Team entwickelt zurzeit mit externen Ingenieuren einen Prototyp, der in zwei Jahren kliniktauglich sein soll. Um diesen Zeitplan einzuhalten, arbeitet das Spin-off zudem eng mit klinischen Partnern wie dem Kantonsspital Baden und dem Universitätsspital Zürich zusammen. Stauber ist überzeugt: «Der Schritt vom Labor ins Spital gelingt nur, wenn das Gerät den klinischen Bedürfnissen und Routinen entspricht.» Daher wird das Verfahren demnächst in 2D an Patientinnen in vivo und nicht wie bisher an Gewebsproben getestet. Die Studie wird gemäss den Forschenden wertvolle Erkenntnisse liefern, die in die Entwicklung des Prototypen einfliessen werden.