300.000 Euro für Mainzer MRT-Projekt
17.11.2005
Wissenschaftler um Prof. Dr. Werner Heil von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) sorgen dafür, dass sich mit der Kernspintomographie in Zukunft auch von der Lunge aussagekräftige Bilder erstellen lassen. Dadurch kann die Belüftung des Organs in nie da gewesener Detailtreue beurteilt und die Diagnostik von Krankheiten wie Asthma und chronischer Bronchitis wesentlich verbessert werden. Die Patienten müssen hierfür vor der Untersuchung eine spezielle Variante des Edelgases Helium einatmen. Jetzt gilt es, ein Gerät zur kontrollierten Inhalation des Gases zu konstruieren. Dieses Vorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit etwa 300.000 Euro unterstützt. Das Projekt zählt zu den Gewinnern des Innovationswettbewerbs Medizintechnik 2005.
Die Kernspintomographie (MRT) ist aus der Medizin nicht mehr wegzudenken. Die Methode liefert präzise Schnittbilder verschiedener Organe, zum Beispiel des Gehirns, des Rückenmarks und der Leber. Eines der wenigen Organe, das sich mit der Methode bisher nur schlecht untersuchen ließ, ist die Lunge. Der Grund: Sie enthält in erster Linie Luft. Und Luft kann wegen ihrer geringen Dichte in der konventionellen Kernspintomographie nicht abgebildet werden. Professor Heil und seine Kollegen wollen sich mit dieser Beschränkung der Kernspintomographie nicht abfinden. Die Forscher experimentieren mit Edelgasen, insbesondere mit einer Helium-Variante (3He), der ein Neutron fehlt. Diese Gase lassen sich durch spezielle Techniken "hyperpolarisieren". Bei solchen Gasen weist der Drehsinn ("Spin") aller Atomkerne überwiegend in die gleiche Richtung; normalerweise ist die Ausrichtung der Spins ziemlich chaotisch. "Räume mit hyperpolarisierten Gasen lassen sich so im Gegensatz zu lufterfüllten Räumen sehr wohl per Kernspintomographie darstellen", erläutert Heil. "Wenn Patienten vor der Untersuchung hyperpolarisierte Gase inhalieren, kann man deshalb auch ihre Lungen per Kernspintomographie abbilden."
Heil und sein Team planen jetzt, diesen bisher eher experimentellen Untersuchungsansatz zu perfektionieren. Ziel ist ein System, das in der Diagnostik von Lungenerkrankungen routinemäßig einsetzbar ist. Hierfür soll zunächst eine zuverlässige Technik zur Beatmung der Patienten mit den Edelgasen entwickelt werden. Heil: "Das Gas muss in kontrollierter Menge, genau zum richtigen Zeitpunkt und in exakt gleich bleibender Konzentration eingeatmet werden, damit aussagekräftige und vergleichbare Bilder entstehen." Weitere Anforderungen an ein Gerät: Es sollte leicht bedienbar sein und sicherstellen, dass möglichst wenig Gas verloren geht – denn die Herstellung hyperpolarisierter Gase ist aufwendig und entsprechend teuer.
Wenn die Technologie eines Tages funktioniert, kann sie die Diagnosemöglichkeiten von Lungenerkrankungen wesentlich erweitern. Dann lassen sich nämlich nicht nur Schnittbilder erstellen, sondern auch die Belüftung der Lunge und damit ihre Funktion beurteilen. Das ist bei Krankheiten wie Asthma oder chronischer Bronchitis, die mit einer gestörten Belüftung der Lunge einhergehen, von entscheidender Bedeutung.