Weniger Sensibel als die CT

Die Magnetresonanztomographie (auch Kernspintomographie) ist neben der Röntgen-Diagnostik und der Sonographie (Ultraschall) eines der wichtigsten medizinischen Bildgebungsverfahren. Sie setzt den Patienten keiner Strahlenbelastung aus und liefert dreidimensionale Bilder. Bei der Darstellung des Körperinneren ist das Verfahren jedoch der großen Konkurrentin Computertomographie (CT) bislang unterlegen, denn MRT-Bilder sind aufgrund der geringeren Empfindlichkeit des Verfahrens weniger detailreich. Man hat diesen Nachteil durch den Einsatz immer stärker Magnete auszugleichen versucht, jedoch führt dieser Weg an Material- und Kostengrenzen, so ist z.B. der Strombedarf für die starken Magnetfelder sehr hoch.

Hyperpolarisierte Gase als Kontrastmittel

Seit einiger Zeit ist die kontrastmittelverstärkte MRT im Einsatz. Kontrastmittel beeinflussen die Signalintensität bestimmter Gewebe, die auf diese Weise besser sichtbar gemacht werden können. Die Wissenschaftler von der Johannes Gutenberg Universität (JGU) und vom Max Planck Institut für Polymerforschung in Mainz wollen genau in diese Richtung forschen. Seit einigen Jahren schon arbeitet das Team um Prof. Dr. Werner Heil (JGU) mit hyperpolarisierten Gasen. Es hat ein Verfahren entwickelt, bei dem Helium per Laser polarisiert wird, d.h. heißt in physikalischem Sinne, dass die Kernspins (Drehimpulse) der Heliumatome ausgerichtet werden. Wird dieses polarisierte Gas von einem Probanden eingeatmet, so können hochauflösende MRT-Bilder von seiner Lunge in all ihren feinsten Verästelungen gewonnen werden.

Forschungsziel: Neue MRT-Kontrastmittel für die medizinische Praxis

Die bisher eingesetzten Mittel erfüllen jedoch noch nicht alle Wünsche der Wissenschaftler. Zum einen bleibt die Polasierung von Helium nicht lange bestehen und zum anderen ist mit der Verwendung von Kontrastmitteln aus der ursprünglich nicht-invasiven Bildgebungmethode eine, die in den Körper eingreift, also invasiv ist. So hat zum Beispiel ein anderes Edelgas, mit dem experimentiert wurde, Xenon, eine anästhesierende Wirkung, was seine Einsatzmöglichkeiten sehr einschränkt.

Zu einer Reihe neuer Substanzen gehört als vielversprechendes Mittel polarisierter Kohlenstoff. Prof. Heil meint, dass mit Hilfe einer Generation neuer Kontrastmittel künftig sogar Prozesse auf molekularer Ebene in der MRT sichtbar gemacht werden könnten, etwas, was bisher die Stärke der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) war, die allerdings nicht ohne den Einsatz radioaktiver Strahlung auskommt.

Die Entwicklung innovativer Kontrastmittel für den medizinischen Einsatz ist das Ziel des Mainzer Forschungsprojektes „Magnetic Resonance Imaging (MRI) Using Innovative Hyperpolarized Contrast Agents“. Ihm wird so hohe Bedeutung beigemessen, dass es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Hightech-Strategie mit einer Summe von 1,3 Mio. Euro gefördert wird.