Kernspintomografie im Taschenformat

Die Magnetresonanz-Spektroskopie erlaubt tiefe Einblicke: In die atomare Struktur eines Biomoleküls oder in das Gewebe eines Patienten. In der Medizin ist die Kernspintomografie eines der wichtigsten Bildgebungsverfahren. Kernspintomografen haben jedoch wesentliche Nachteile: Die Geräte sind extrem teuer, groß und lassen sich kaum transportieren.

Die Arbeitsgruppe Magnetische Resonanz am Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik IBMT in Sankt Ingbert hat die Magnetresonanz-Spektroskopie, auch Kernspintomografie genannt, mobil gemacht. Zusammen mit der neuseeländischen Firma Magritek entwickelte sie kleine und transportable Geräte.

Den Kern der Technologie erklärt Dr. Frank Volke, Leiter der Arbeitsgruppe Magnetische Resonanz: „Anstelle der großen supraleitenden Magneten, die mit flüssigem Helium und Stickstoff gekühlt werden müssen, sind in unseren Geräten besonders starke Dauermagneten eingebaut.

Eine Kühlung ist nicht mehr notwendig.“ Die Voraussetzung: Mehrere Dauermagneten sind so angeordnet, dass sich die magnetischen Feldlinien überlagern und dabei ein homogenes Feld bilden. Auf diese Weise ist es den Entwicklern gelungen, kleine, kostengünstigere und vor allem tragbare Magnetresonanz-Spektrometer zu entwickeln, die sich auch mit Batterien betreiben lassen.

Mediziner und Forscher profitieren von den mobilen NMR-Geräten im Trageformat: In der Antarktis sind die ersten „Kea NMR Moles“ bereits im Einsatz, um Umwelteinflüsse in der Eisstruktur oder Eisbohrkerne zu untersuchen. Weitere Anwendungen: Während der Produktion können die Geräte wichtige Daten liefern – direkt und online. Bei der Herstellung von Wurst, Käse oder Süßigkeiten ermitteln sie etwa den Fett- oder Wassergehalt der Nahrungsmittel. Oder die Spektrometer messen die Feuchtigkeit von Materialien, charakterisieren die molekulare Struktur von Polymeren, bestimmen die Qualität von Bäumen zur Holzproduktion. Die Fraunhofer-Forscher betreuen die Anwender in Deutschland und Europa gemeinsam mit Magritek bei der technischen Einweisung und der Wartung der Geräte.