Schnellere und leisere MRT-Untersuchungen

Während des Betriebs kann eine MRT-Röhre so laut wie ein Presslufthammer werden. Für den Patienten kann das trotz Ohrstöpsel oft sehr unangenehm sein. Auch für Menschen mit Platzangst sind MRT-Untersuchungen wegen der engen Röhre untersagt. Ein Freiburger Forschungsteam arbeitet an der Entwicklung neuer, ultraschneller Verfahren. Damit können MRT-Aufnahmen in Zukunft nicht nur schneller und genauer, sondern gleichzeitig auch leiser und damit angenehmer für den Patienten werden.

Unter der Leitung von Dr. Maxim Zaitsev, Wissenschaftler aus der Radiologischen Klinik, wird am Universitätsklinikum Freiburg die Entwicklung ultraschneller adaptiver Magnetresonanz-Tomographie (MRT, engl. MRI) für Anwendungen in der Neurologie, Neurowissenschaft und Onkologie verfolgt. Für diese Arbeit erhält Dr. Zaitsev jetzt Fördergelder der EU. Dabei handelt es sich um so genannte Starting Independent Researcher Grants in Höhe von jeweils bis zu 1,5 Millionen Euro, die der Europäische Forschungsrat (ERC) für Vorhaben der Grundlagenforschung an ausgezeichnete junge Forscher aller Disziplinen vergibt. In Freiburg werden insgesamt fünf Wissenschaftler verschiedener Fachrichtungen gefördert.

Die MRT ist ein nichtinvasives medizinisches Bildgebungsverfahren, das zu den wichtigsten Diagnoseverfahren in der klinischen Routine gehört. Es gewinnt kontinuierlich an Bedeutung, zum einen wegen des exzellenten Weichgewebekontrasts, zum anderen, weil die MRT-Patienten bzw. Probanden nicht zusätzlichen Gesundheitsrisiken ausgesetzt werden. Dennoch, ein Nachteil der MRT seit ihrer Einführung ist immer noch, dass die herkömmlichen Aufnahmemethoden mehrere Minuten benötigen, um ein Organ oder ein Körperteil dreidimensional abzubilden. Dies liegt daran, dass einerseits während der Bildaufnahme die räumliche Kodierung des abzubildenden Objekts mit ortsabhängigen, linear-variierenden Magnetfeldern, so genannten Gradienten, sequenziell erfolgen muss. Andererseits reicht es nicht aus, diese Abtastung nur innerhalb des abzubildenden Organs vorzunehmen, sondern es muss das gesamte Sichtfeld kodiert werden, um eine eindeutige artefaktfreie Signalzuordnung zu erreichen.

Das Projekt von Dr. Zaitsev setzt sich zum Ziel, neuartige Ansätze zur flexiblen Signal-Lokalisierung und räumlichen Kodierung in der MRT zu entwickeln: „Damit werden wir die MR-Bildgebung u.a. für neurowissenschafliche, neurologische und onkologische Fragestellungen verbessern“, kündigt Dr. Zaitsev an. Das von ihm konzipierte Prinzip von „Rapid Adaptive Nonlinear Gradient Encoding for Magnetic Resonance Imaging“ (RANGE = beschleunigte adaptive nichtlineare Gradienten-Kodierung) erlaubt es, die räumliche Kodierung lokal unter Berücksichtigung der abzubildenden Anatomie anzuwenden: „Dabei kann die relevante diagnostische bzw. funktionelle Information effizienter gewonnen werden“, betont Zaitsev, „die klinischen Schnittbildaufnahmen werden dadurch nicht nur beschleunigt, sondern auch besser an der Geometrie des abzubildenden Organs ausgerichtet, um dessen Struktur bzw. pathologische Veränderungen genauer abzubilden.“

Im Bereich der Neurowissenschaften erwarten die Freiburger Forscher für die funktionelle MR-Tomographie (fMRT, engl. fMRI) weitere Vorteile, so etwa die Möglichkeit, mittels variabel gekrümmter Schnittaufnahmen die Aktivität von verschiedenen, räumlich getrennten Gehirnarealen zeitsynchron abzubilden. „Das Verfahren lässt sich auch für zahlreiche weitere Anwendungen in anderen Körperregionen, wie etwa für die kardiovaskulare Bildgebung, anpassen“, sagt Dr. Zaitsev: „Ganz sicher ist aber, dass durch die Entwicklungen im Rahmen des RANGEmri-Projektes MRT-Aufnahmen nicht nur schneller und genauer, sondern gleichzeitig auch leiser und damit angenehmer für den Patienten werden.“

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