Intelligente MRT-Antenne liefert schärfere Aufnahmen

Forscher haben eine innovative MRT-Antenne entwickelt, die die Bildqualität verbessert und die Untersuchungszeiten verkürzt, ohne dass bestehende MRT-Systeme angepasst werden müssen. Die auf sogenannten Metamaterialien basierende Technologie kann insbesondere bei schwer zugänglichen Strukturen wie Hirnregionen und der Augenhöhle Abhilfe schaffen.

Die Forschung wurde von der Doktorandin Nandita Saha geleitet, die im Labor für experimentelle Ultrahochfeld-Magnetresonanz von Professor Thoralf Niendorf am Max-Delbrück-Centrum tätig ist. Es erfolgte eine enge Zusammenarbeit mit Forschern des Universitätsklinikums Rostock, wo die klinische Validierung der Technologie unterstützt wird.

Engpass bei der Hardware

Die MRT funktioniert, indem Radiosignale (RF) in den Körper gesendet und die Reaktion des Gewebes in einem starken Magnetfeld gemessen wird. Je stärker das zurückkommende Signal, desto besser die Bildqualität. Herkömmliche HF-Spulen, also die Antennen, die Signale senden und empfangen, haben Schwierigkeiten, aus tief liegenden oder anatomisch komplexen Bereichen ein ausreichendes Signal zu erfassen. Dies führt zu unschärferen Bildern und längeren Scanzeiten.

Das Forschungsteam ging dieses Problem an, indem es Metamaterialien in die MRT-Antenne integrierte. Metamaterialien sind künstlich entworfene Strukturen, die elektromagnetische Wellen auf kontrollierte Weise lenken. Durch den Einsatz dieser Technologie wird das HF-Feld effizienter ausgerichtet, die Signalstärke erhöht und die räumliche Auflösung verbessert.

Entscheidend ist, dass die neue Antenne mit bestehenden MRT-Systemen kompatibel ist. Es ist keine neue Infrastruktur erforderlich. Die Technologie wurde an Probanden bei der Bildgebung des Auges und der Augenhöhle bei einer Feldstärke von 7,0 Tesla getestet. Laut Professor Oliver Stachs, Mitautor aus Rostock, ermöglicht die Innovation anatomisch detaillierte MRT-Aufnahmen des Auges und bietet Perspektiven, (patho-)physiologische Prozesse besser darzustellen.

Schneller, schärfer und komfortabler

Für Patienten können MRT-Untersuchungen zeitaufwendig und belastend sein, insbesondere wenn Scans aufgrund unzureichender Bildqualität wiederholt werden müssen. Schnellere Scans verkürzen die Zeit im Scanner, während schärfere Bilder Ärzten helfen, Diagnosen mit größerer Sicherheit zu stellen. Die kompakte und leichte Antenne lässt sich zudem besser auf bestimmte Körperteile abstimmen, was den Komfort erhöhen kann.

Die Technologie bietet auch weitere Anwendungsmöglichkeiten. So lässt sich das HF-Feld gezielter einsetzen, um unerwünschte Erwärmung im Bereich medizinischer Implantate zu begrenzen. Darüber hinaus kann die Technik bei MRT-gesteuerten Therapien wie Hyperthermie oder thermischer Ablation in der Krebsbehandlung angewendet werden. Laut Niendorf lässt sich die Antenne für MRT-Systeme mit höheren oder niedrigeren Feldstärken sowie für die Bildgebung anderer Organe wie Herz und Nieren anpassen. Auch spezielle MRT-Techniken mit anderen Atomen wie Natrium oder Fluor könnten von stärkeren Signalen und schärferen Bildern profitieren.

Die Forscher planen Folgestudien in mehreren Krankenhäusern und arbeiten an Anwendungen für andere Organe. Damit macht diese Innovation einen weiteren Schritt in Richtung einer neuen Generation der MRT-Technologie.