Neue breitbandige und effiziente MRT-Spule
Die Leckwellenantenne ist aus periodischen Metamaterialstrukturen aufgebaut (©D. Erni, UDE/ATE)
Komplementäre MRT-Bilder mit ein und derselben Hochfrequenzspule – an dieser Technologie arbeiten WissenschaftlerInnen der Uni Duisburg-Essen mit internationalen KollegInnen.
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Datum:18.02.2021
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Autor:B. Vierjahn (mh/ktg)
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Quelle:Universität Duisburg-Essen
Die MRT bei 7 Tesla bietet deutlich höher aufgelöste Bilder als klassische Geräte mit Feldstärken von bis zu 3 Tesla. Gerade die hochfrequenten Magnetfelder bei 7 Tesla werden allerdings stark vom Körpergewebe absorbiert und erreichen daher weit innen liegende Organe wie Herz oder Prostata bisher nur schlecht.
Eine neue Hochfrequenzspule haben WissenschaftlerInnen unter Federführung der Universität Duisburg-Essen entwickelt. Die neue Spule vereint mehrere entscheidende Eigenschaften:
Der Aufbau aus sogenannten periodischen Metamaterialstrukturen lenkt die Energie möglichst optimal in das abgestrahlte Magnetfeld. Damit wird ein intensives Magnetfeld unmittelbar um die Spule – und damit auch am untersuchten Körper – vermieden. Das führt gleichzeitig zu einer größeren Reichweite, weil weniger Energie vom Gewebe absorbiert wird.
Schließlich bietet die neue Spule noch weitere Möglichkeiten: Herkömmliche MRT-Antennen regen die Resonanz der Wasserstoff-Atomkerne im Körper an. Knorpelgewebe ließe sich aber zum Beispiel besser über die Resonanz von Natriumkernen darstellen. Dafür würde aber bis dato eine andere Spule mit der entsprechenden Arbeitsfrequenz benötigt.
„Unsere Spule kann dagegen auch solche alternativen Magnetresonanzen erzeugen“, erklärt Jan Taro Svejda vom Fachgebiet Allgemeine und theoretische Elektrotechnik. „Das heißt, es lassen sich mit nur einer Antenne komplementäre MRT-Bilder erstellen, die zum Beispiel die natriumhaltigen Gewebestrukturen wie Knorpel zusätzlich hervorheben.“
Zum Forschungsteam gehören auch Kollegen der ITMO Universität St. Petersburg (Russland), der TU Eindhoven und dem Uniklinikum Utrecht (beide Niederlande). Im nächsten Schritt arbeiten die WissenschaftlerInnen nun an einer neuen Version der Metamaterialstruktur, um die Bildqualität aus dem Körperinnern weiter zu steigern.
Zur Studie in Nature Communications 2021
