Revolutionerande röntgenteknik räddar liv

Mammografi är världens vanligaste röntgenundersökning, näst efter tandröntgen. I Sverige kallas alla kvinnor i vissa åldrar till allmän screening och fler än en halv miljon kvinnor undersöks årligen.

Mammografin räddar liv genom att cancer upptäcks tidigt, men samtidigt kan själva röntgenstrålningen orsaka cancer. Forskarnas mål har länge varit att minska stråldosen utan att göra avkall på bildkvaliteten.

I början av 2000-talet lyckades Mats Danielsson lösa ekvationen genom sin uppfinning Microdose Mammography.

När han forskade i partikelfysik vid CERN, the European Organization for Nuclear Research i Genève, i slutet av 1990-talet insåg han snabbt att partikeldetektorerna i laboratoriet även kunde användas medicinskt. Det var då han utvecklade idén till röntgenmetoden Microdose Mammography.
 

– Tack vare bildskärpan i min tekniklösning upptäcks i dag fler fall av bröstcancer medan den fortfarande går att bota. Dessutom innebär den låga stråldosen en minskad risk för patienten att drabbas av den sorts cancer som kan orsakas av själva röntgenundersökningen, så kallad inducerad cancer.

Här kan vi hitta mer bröstcancer i ett tidigt skede, vilket har stor betydelse för hur framgångsrik behandlingen ska bli. Upptäcks cancern innan den spridit sig så är nästan 100 procent av behandlingarna lyckade, säger Mats Danielsson.

Hur stor kan man säga att den vanliga stråldosen är, och hur mycket kan den minskas genom den nya röntgentekniken?

– Vanlig stråldos varierar mellan olika kliniska sammanhang och röntgenbehov.  För mammografi är den dokumenterade stråldossänkningen 50 procent. Det är där vår nya teknik med så kallad fotonräkning fått störst genomslag, säger Mats Danielsson.

– Det kan låta som en marginell sänkning, men bröstkörtelvävnaden är mycket strålningskänslig, vilket innebär att över 500 000 kvinnor i Sverige kan riskera att utsättas för inducerad cancer varje år, säger han.

Det senaste mammografisystemets stråldos är låg, lägst i världen enligt forskarna: Hemligheten ligger i en röntgendetektor som räknar varenda foton.
 

– Vi slipper i stort sett allt elektroniskt brus, säger Mats Danielsson. Rent tekniskt har vi kommit ner till att detektera enskilda röntgenkvanta, och per definition kan man inte komma längre.

– Det finns flera bra digitala mammografisystem att välja på i dag. Men fortfarande kan inget alternativ sänka stråldosen så rejält som det här, säger han.

Tillsammans med sin forskargrupp på KTH och medicinteknikbolaget Sectra från Linköping startade Mats Danielsson år 1999 det lilla utvecklingsbolaget Mamea.

Fem år senare, 2004, köptes Mamea av företaget Sectra, som i sin tur 2011 sålde verksamheten vidare till nederländska Philips, för 57,5 miljoner euro.

Mats Danielsson arbetar nu vidare med sin forskning inom bildfysik på KTH inom gruppen Physics of Medical Imaging. Verksamheten involverar forskare från olika lärosäten och discipliner, bland andra Peter Aspelin (KI), Hans Hertz (biomedicinsk fysik och röntgenfysik, KTH), Sharon Stone-Elander (KI), Hjalmar Brismar (cellfysik, KTH) och Stefan Ståhl, molekylär bioteknologi, KTH). Mats Danielsson leder forskargruppen inom medicinsk bildfysik och är föreståndare för Centrum för Life Sciences Imaging, ett samarbete mellan KTH och KI.

Sammanlagt har Mats Danielsson genom årens lopp bidragit till över 50 patent.
– Jag är snabb med att söka patent innan jag publicerar forskningsrapporter. Det är omständligt men har visat sig vara framgångsrikt, säger han. Ett tips jag brukar ge andra forskare är att tidigt se till att hitta en riktigt bra patentadvokat.

I ett aktuellt forskningsprojekt har Mats Danielssons forskarteam tillsammans med Linköpings universitet tagit fram ett chip som kan upptäcka röntgenstrålar i mycket höga flöden.

– Det är, vad vi vet, världens snabbaste chip för detta ändamål, och nu visar mätningarna i vårt laboratorium att det fungerar. Om rönen stämmer klarar vi till och mer högre flöden röntgenfotoner än vad som är aktuellt i kliniken, säger Mats Danielsson.

I februari 2012 donerade Familjen Erling-Perssons stiftelse 22 miljoner kronor till forskarteamet, i tillägg till tidigare 24 miljoner, för fortsatt forskning inom medicinsk bildfysik och datortomografi.

Målet är att skapa och göra fler röntgenlösningar tillgängliga för sjukvården.

–Nu blir vi på KTH först i världen med att ta ut den skonsamma röntgentekniken till sjukvården, så att den verkligen kommer samhället till nytta på bred front, säger Mats Danielsson.

Datortomografi utförs för att upptäcka inre skador och blödningar. Kroppen scannas av i en datortomograf, så olika sorters inre skador, exempelvis benbrott eller blodpropp, kan upptäckas snabbt.

– Patienterna kommer att skonas från att utveckla den inducerade cancern som kan orsakas av höga stråldoser i traditionella datortomografer. Det gäller inte minst barn, som är extra strålkänsliga.

Även Barncancerfonden har under året bidragit till forskarteamets fortsatta verksamhet, med en halv miljon kronor.
 

Vad ser du som det ultimata målet med din forskning?
 – Att vi ska få en djup förståelse för hur röntgenbilder ska registreras. Ett mål är också att den teknik som vi har uppfunnit, och kommer att uppfinna, ska bli standard på sjukhusen i Sverige, och i resten av världen.

 – Den största kicken för mig är att besöka ett sjukhus som använder våra apparater, se väntrummet fullt av patienter som har nytta av vårt arbete, och att se läkare peka ut viktiga detaljer i de skarpa bilderna, säger Mats Danielsson.

Södersjukhuset hör till de svenska sjukvårdsinrättningar som valt att använda den nya tekniken, och under våren 2012 köptes in en fjärde Microdose Mammography-enhet in till kliniken.

– Ingen annan röntgenutrustning för mammografi-screening, alltså hälsokontroller med mammografi är lika bra som den här, säger Ann Sundbom, överläkare och sektionschef på Södersjukhusets mammografiavdelning.

Var femte minut kallas en kvinna till mottagningen för mammografiundersökning, och röntgenutrustningen är anpassad för att kunna hantera ett stort flöde av patienter.

– Dessutom kopplas journalföringen ihop direkt med bildtagningen av patienten, och det integrerade systemet ökar patientsäkerheten samtidigt som det sparar mycket tid, säger Ann Sundbom.

– Microdose Mammographys tekniklösning är excellent och ”fjärrstyrd”. Den enda nackdelen är vissa svårigheter att komma intill för bildtagning av exempelvis kvinnor i rullstol, på grund av själva designen av utrustningen.

Ann Sundbom berättar att andra tekniklösningar också krävs när separat provtagningsenhet ska kopplas till röntgenutrustningen.

– Microdose Mammography ger en kombination av hög bildkvalitet och låg stråldos, och det är förstås huvudsakliga anledningen till att vi valt tekniken till våra hälsokontroller. Vi är alltid ute efter den bästa bilden vi kan få till lägsta möjliga stråldos.
 

För mer information kontakta Mats Danielsson på 08-55 37 81 81 eller md@mi.physics.kth.se.

Katarina Ahlfort

Läs mer om Physics of Medical Imaging på KTH