Signale aus der Lunge

Mit der neuen Sende- und Empfangsspule wird die Magnetresonanztomographie mit Helium-3 noch leistungsfähiger: Sie ermöglicht Bilder der Lunge mit hoher Auflösung. ©Fraunhofer IBMT / Tom Gundelwein

Viele Krankheiten der Lunge konnten bisher im Frühstadium mit Kernspintomographie nicht erkannt werden. Eine Variante mit Helium-3 und einer neuen Radio-Spule liefert hochauflösende Bilder, ohne den Patienten mit Röntgenstrahlen oder Radioaktivität zu belasten.

Der 30-jährige Raucher fühlte sich völlig gesund. Doch in seiner Lunge hatte sich unbemerkt ein Emphysem gebildet – eine Überblähung der Lungenbläschen, die bis zum Herztod führen kann. Diese krankhafte Veränderung kann durch Kernspintomographie bereits im Frühstadium erkannt werden – vorausgesetzt, das gasförmige und nicht radioaktive Isotop Helium-3 wird als Kontrastmittel verwendet. Mit herkömmlichen Methoden wäre die Erkrankung unentdeckt geblieben. Einen entscheidenden Beitrag zur routinemäßigen und klinischen Anwendung der Helium-Methode am Menschen leisten Abteilungen der Universität Mainz gemeinsam mit der Arbeitsgruppe „Magnetische Resonanz“ des Fraunhofer-Instituts für Biomedizinische Technik IBMT im saarländischen St. Ingbert. Deren Leiter Dr. Frank Volke sagt dazu: „Wir haben die weltweit erste Radio-Spule entwickelt, die für Kernspintomographien der menschlichen Lunge mit Helium für klinische Anwendungen zugelassen und vom TÜV zertifiziert wurde.“

Bei einer herkömmlichen Magnetresonanztomographie MRT ist Wasserstoff die Grundlage für die Bilder aus dem Körper. Da er zu 70 Prozent aus Wasser besteht, sind in den meisten Geweben genügend bildgebende Atome vorhanden. Die Wasserstoffkerne oder Protonen verhalten sich im starken Magnetfeld des Tomographen wie kleine Kompassnadeln, die ausgerichtet werden. Mit einer Spule, die Radiowellen aussendet, werden die Atomkerne aus dieser Position abgelenkt. Schaltet das Gerät die Radiowellen ab, springen die Protonen wieder in die Ausgangslage zurück. Dabei senden sie Signale aus, die von den hochempfindlichen Spulen empfangen und im Computer zu Bildern verarbeitet werden. Eine Belastung durch Röntgenstrahlung oder Radioaktivität tritt bei dieser Methode nicht auf.

Bei einer MRT-Untersuchung der Lunge hatte man bisher Probleme: In ihren mit Luft gefüllten Hohlräumen gibt es relativ wenig Wasserstoffatome. Bei der neuen Methode inhaliert der Patient deshalb Helium-3-Gas, das die Rolle des Wasserstoffs übernimmt und als Kontrastmittel dient. So kann die Lunge bis in die feinsten Verästelungen hochauflösend unter die Lupe genommen werden. Selbst die Strömung beim Ein- und Ausatmen lässt sich beobachten. Ein weiterer Vorteil: Der Luftsauerstoff beeinflusst schon nach kurzer Zeit die magnetischen Eigenschaften des Heliums. Diese Wechselwirkung ermöglicht Rückschlüsse auf den Sauerstoffumsatz der Lunge – ein weiterer Hinweis auf ihren Gesundheitszustand.

Ansprechpartner:
Priv.-Doz. Dr. Frank Volke
Telefon: 0 68 94/9 80-4 05, Fax: 0 68 94/9 80-4 00,
E-Mail: frank.volke@ibmt.fhg.de

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Dr. Johannes Ehrlenspiel idw

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