Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mainzer Forschergruppe soll bahnbrechende Methoden zur Untersuchung der Lunge weiterentwickeln

12.09.2002


DFG setzt interdisziplinäre Forschergruppe ein - Helium-3 als Kontrastmittel liefert detailgetreue Bilder - Bessere Therapie für Patienten erwartet

"Gut, dann bitte durch die Nase atmen." Im Hintergrund ist das Atemgeräusch der Patientin über das Beatmungsgerät zu hören. "Mit dem nächsten Atemzug anhalten: Jetzt!" Das Atemgeräusch setzt aus, bis wieder ein Kommando ertönt: "Fertig - und weiteratmen." Die Patientin trägt eine Atemmaske und folgt den Anweisungen genau. Sie hat sich als Testperson an der Universitätsklinik Mainz zur Verfügung gestellt und erhofft sich von einer neuen Untersuchungsmethode Aufschluss über ihre Lungenerkrankung. Dabei atmet sie zu einem exakt bestimmten Zeitpunkt Helium-Gas ein, das hier als Kontrastmittel dient. Während herkömmliche Verfahren wie z.B. Röntgen nur das Lungengewebe abbilden, kann mit Helium erstmals die Verteilung des Atemgases in der Lunge beobachtet werden: der Bildschirm zeigt, wie das Gas durch die Luftröhre in die Lunge strömt und bis in die kleinsten Verästelungen der Bronchien gelangt.

Die neue radiologische Methode gilt als vielversprechend und soll zu einem Routineverfahren für Lungenuntersuchungen weiterentwickelt werden. Dazu hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) seit August an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz eine interdisziplinäre Forschergruppe aus Medizinern und Naturwissenschaftlern eingesetzt. Die DFG unterstützt die Gruppe unter der Führung der diagnostischen Radiologie mit Prof. Manfred Thelen als Sprecher zunächst für drei Jahre mit zwei Millionen Euro. Eine Verlängerung um drei Jahre ist möglich.

"Die Funktion der Lunge ist noch nicht besonders gut erforscht", erklärt der Radiologe Dr. Hans-Ulrich Kauczor. Das soll sich nun ändern: Die Mainzer Wissenschaftler wollen die komplexe Funktion der menschlichen Lunge aufdecken und dabei vor allem den Gasaustausch genauestens untersuchen. "Bei vielen Lungenerkrankungen sind Belüftung und Durchblutung der Lunge nicht richtig aufeinander abgestimmt, weshalb zu wenig Sauerstoff aufgenommen wird", erläutert Kauczor, der in der Forschergruppe für die Koordination und die Projekte zur Verteilung der Einatemluft zuständig ist. Diese Störungen zu erkennen und ihnen möglicherweise vorzubeugen wäre ein großer Schritt in der Diagnostik und Prävention.

Buchstäblich Licht in das Dunkel bringt dabei die Untersuchung der Lunge mit Hilfe der Magnetresonanztomographie (MR) nach Einatmung von hochpolarisiertem Helium-3. Der Aufbau dieses Verfahrens gilt als herausragende Leistung der Mainzer Forscher und die Johannes Gutenberg-Universität zählt auf diesem Gebiet zu den weltweit führenden Einrichtungen. Das Isotop Helium-3 kommt in der Luft nur äußerst selten vor mit einer Konzentration von 13 ppm. Die Physiker greifen daher auf Helium-3 zurück, das als Nebenprodukt in der Kernwaffenproduktion bzw. bei deren Abbau anfällt. Durch Polarisation mit Laserlicht werden die Kerne der Helium-3-Atome möglichst einheitlich ausgerichtet: die hohe Polarisationsrate von über 60 Prozent gibt ein ausreichend starkes Signal für die medizinische Bildgebung mittels MR. "Wir werden durch die Helium-3-MR exaktere Informationen über die Belüftung und Durchblutung der Lunge bekommen und dadurch die Therapien für Patienten verbessern können", prognostiziert Dr. Kauczor.

Zuvor werden noch zahlreiche Patientenuntersuchungen am Klinikum erfolgen, bis das Verfahren zur Routine ausgereift ist. Parallel dazu werden andere Methoden zur Erforschung der Lungenfunktionen mit Hilfe der herkömmlichen Magnetresonanztomographie, der Positronenemissionstomographie (PET) und der Computertomographie (CT) eingesetzt und neue Erkenntnisse über die Belüftungs- und Durchblutungsverhältnisse der Lunge liefern. 13 Patienten haben bisher als Testpersonen für die laufende klinische Studie mit Helium-3 auf Kommando ein- und ausgeatmet. "Hervorragende Bilder", so der begleitende Arzt Dr. Sebastian Ley konnten an die Kollegen von der Pneumologie weitergegeben werden. Mit den Daten von weiteren 67 Patienten soll die erste Auswertung der Ergebnisse Ende 2004 erfolgen. Regionale Störungen der Verteilung der Einatemluft werden erstmals so untersucht, dass die Wirkung von Medikamenten direkt sichtbar gemacht werden kann.


Hinweis:

  • Zur Grundlagenforschung und Anwendung von polarisiertem Helium-3 veranstaltet das Institut für Physik der Johannes Gutenberg-Universität vom 8. bis 13. September eine internationale Konferenz "Helion02" in Oppenheim.
  • Die ersten Ergebnisse der "PHIL"-Studie zur Helium-3 MR, die von der Europäischen Kommission gefördert wird, werden am 13. September im Rahmen des 3. Mainzer fMRI-Symposiums des interdisziplinären Arbeitskreises funktionelle Magnetresonanztomographie in Mainz vorgestellt.

Kontakt und Informationen:
Klinik und Poliklinik für Radiologie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Prof. Dr. Manfred Thelen
PD Dr. Hans-Ulrich Kauczor
Tel. 06131/17-2267 (Mo-Do von 9-11 Uhr)
Fax 06131/17-6633
E-Mail: info-helium@mail.uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw

Weitere Berichte zu: Lunge Magnetresonanztomographie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Vitamin-Mangel, der Kampf gegen die Antriebslosigkeit und Nahrung für die Nerven
08.12.2016 | PhytoDoc Ltd.

nachricht Entschlüsselung von Kommunikationswegen zwischen Tumor- und Immunzellen beim Eierstockkrebs
06.12.2016 | Wilhelm Sander-Stiftung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie