Forscher erarbeiten neues Verfahren für die Lungendiagnostik

Kombinierte Messung von Durchblutung (Perfusion) und Belüftung (Ventilation) der Lunge eines Gesunden und eines Patienten mit Mukoviszidose. Die Abbildung zeigt, dass große Teile der Lunge des Patienten nicht belüftet und nicht durchblutet sind.


Zur Abklärung von Lungenerkrankungen müssen heute meistens mehrere Untersuchungsverfahren eingesetzt werden, die belastend für den Patienten sind, da sie entweder Röntgenstrahlen oder radioaktive Substanzen benutzen. Hier wollen Physiker und Mediziner von der Universität Würzburg Abhilfe schaffen: In einem interdisziplinären Projekt entwickeln sie ein neues, den Patienten schonendes Verfahren zur Untersuchung der Lungenfunktion.

Lungenerkrankungen halten in den Statistiken bislang einen traurigen Rekord: Unter anderem steht das Lungenkarzinom an erster Stelle bei den Krebsfällen, chronische Lungenerkrankungen zählen zu den am meisten verbreiteten Atemwegsleiden. Um sich ein Bild von einer kranken Lunge zu verschaffen, stehen den Medizinern verschiedene Diagnosetechniken zur Verfügung. Die klassischen Verfahren sind die Röntgenaufnahme der Lunge, wodurch beispielsweise Tuberkulose oder Tumoren erkennbar werden, und die Computertomographie, die ebenfalls nicht ohne Röntgenstrahlung auskommt.

Soll die Funktion der Lunge bildhaft beurteilt werden, dann ist die Lungenszintigraphie die Methode der Wahl. Dabei handelt es sich aber um ein Verfahren, bei dem in den Organismus eingegriffen wird: Der Patient inhaliert radioaktive Edelgase oder bekommt radioaktiv markierte Partikel intravenös verabreicht. Die Radioaktivität verteilt sich dann mit dem Blut bzw. der eingeatmeten Luft in der Lunge, so dass deren Durchblutung und Belüftung erkennbar werden.

Die Lungenszintigraphie ist heute ein klinisch wichtiges Bildgebungsverfahren, hat dem Würzburger Physiker Dr. Peter M. Jakob zufolge aber methodische Nachteile. Sie ermögliche zum Beispiel nur eine geringe Ortsauflösung. Außerdem sei sie für den Patienten mit einer Strahlenbelastung verbunden und daher für Vorsorge- oder Mehrfachuntersuchungen eher ungeeignet.

Ziel des Würzburger Forschungsprojektes ist es, Lungenfunktionstests zu entwickeln, die auf dem nicht in den Organismus eingreifenden Verfahren der Magnetischen Resonanz (MR) beruhen. Die MR verwendet keine Röntgenstrahlen oder radioaktiven Verbindungen, sondern Magnetfelder, und ist laut Dr. Jakob nach heutigem Kenntnisstand gesundheitlich völlig unbedenklich.

Das Projekt wird von Wissenschaftlern des Physikalischen Instituts (Dr. Jakob, Diplom-Physiker Tungte Wang) und des Instituts für Röntgendiagnostik (Prof. Dr. Dietbert Hahn, Dr. Georg Schultz, Dr. Thomas Pabst) durchgeführt. Die Forscher streben danach, die Funktion der menschlichen Lunge mit einem MR-Ganzkörpergerät mit hoher diagnostischer Aussagekraft vermessen zu können. Diese Methode soll künftig das Repertoire der Lungenfunktionsdiagnostik erweitern.

Um die Belüftung der Lunge darzustellen, verwenden die Würzburger Forscher einen neuartigen Ansatz, bei dem reiner Sauerstoff als MR-Kontrastmittel eingesetzt wird: Der Patient inhaliert abwechselnd normale Luft und reinen Sauerstoff. Hierbei wird nur das Lungengewebe sichtbar gemacht, das im direkten Kontakt mit der Atemluft steht. Also lässt dieses Verfahren Rückschlüsse darauf zu, wie gut die Lunge an verschiedenen Stellen Sauerstoff aufnimmt, und so werden Funktionsstörungen erkennbar.

Dr. Jakob: „Dieses Verfahren ist beliebig oft wiederholbar, einfach einzurichten und kostengünstig. Mit ihm lassen sich nicht nur Erkrankungen der Lunge, sondern auch die Wirksamkeit von Therapien und Medikamenten überprüfen. Außerdem eignet es sich für Vorsorge- und Mehrfachuntersuchungen.“

Ein Fernziel des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projektes ist es, die neue Methode mit den bereits verfügbaren Techniken zu einem klinischen „Lungen-Gesamtpaket“ zu schnüren. Ein solches würde prinzipiell eine umfassende Lungendiagnostik unter Berücksichtigung verschiedenster klinischer Aspekte mit einer einzigen Bildgebungsmethode in einer einzigen Untersuchung möglich machen.

Weitere Informationen: Dr. Peter M. Jakob, T (0931) 888-5109, Fax (0931) 888-5851, E-Mail:
peja@physik.uni-wuerzburg.de

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Robert Emmerich

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