Medizindiagnostik: Verbesserte Bildgebung

Spezifischer und höher aufgelöst – neue MRT-Methode kommt ohne Radiofrequenzen aus und soll langfristig zur Anwendung kommen

MRT-Gerät in einem Labor — Neuer Ansatz: RASER-MRT verspricht bessere Bildgebung als klassisches MRT (Foto: phonlamaiphoto – stock.adobe.com)

Neue MRT-Methode: Die Kernspins werden durch quantenverschränkten Wasserstoff umgedreht. Das Signal entsteht durch das Zurückdrehen der Kernspins im Magnetfeld. Das Bild wird durch Ortskodierung aufgebaut, genau wie in der klassischen MRT. — Die Kernspins werden durch quantenverschränkten Wasserstoff umgedreht. Das Signal entsteht durch Zurückdrehen der Kernspins im Magnetfeld. Das Bild wird wie in der klassischen MRT durch Ortskodierung aufgebaut (Grafik: Simon Fleischer/Sören Lehmkuhl, KIT)

Ohne Magnetresonanztomographie (MRT) kommt die Medizintechnik heute nicht mehr aus. Neben einem Magnetfeld benötigt dieses bildgebende Verfahren jedoch Anregung durch Radiofrequenzen. Deren Energie kann Zellen überhitzen, was Dauer und Spezifität hochaufgelöster MRT bisher begrenzt. Einen völlig neuen Ansatz, die RASER-MRT (radio-frequency amplification by stimulated emission of radiation), stellte ein internationales Forschungsteam um Sören Lehmkuhl vom Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT nun in der Fachzeitschrift Science Advances vor.

Beim klassischen MRT entsteht das Bild in zwei Schritten: Durch das Anlegen eines Magnetfelds richten sich Kernspins der Moleküle im Körper wie kleine Magnete einheitlich aus. In einem zweiten Schritt werden diese durch Radiowellen sozusagen umgekippt. Das MRT-Bild entsteht, indem sich die kleinen Magnete wieder am Magnetfeld ausrichten.

RASER-MRT funktioniert entgegengesetzt: Die Minimagneten beginnen bereits genau umgekehrt zum Magnetfeld des MRT und richten sich dann gemeinsam an diesem aus. Für das Umdrehen wird eine andere Methode eingesetzt, sodass keine Radiowellen nötig sind. Im Ergebnis kann länger gemessen werden und das Bild ist höher aufgelöst als beim klassischen MRT. „Viele haben nicht geglaubt, dass so etwas überhaupt möglich ist“, betont Lehmkuhl. „Mit Modellrechnungen, Simulationen und im Experiment konnten wir aber beweisen, dass die Methode im Prinzip funktioniert.“ Bis zur konkreten Anwendung wird es nach Einschätzung des Forschers aber noch einige Jahre dauern.

rli, 05.08.2022