Der schärfste Blick ins Gehirn
Das Hirnforschungszentrum Jülich hat einen neuen "Star". So sehen es jedenfalls die Forscher, die mit dem Großgerät arbeiten werden: Der 9,4-Tesla-Magnetresonanztomograf, mit dem bislang größten Magneten der Welt, kann - kombiniert mit einem PET-Gerät, einem Positronenemissionstomografen - Bilder des Gehirns in nie gekannter Schärfe liefern und so Krankheiten wie Demenz oder Alzheimer früher sichtbar zu machen.
So hört sich der neue Magnetresonanztomograf an. Eine Weltneuheit ist aber nicht nur seine enorme Feldstärke von 9,4 Tesla, die das Magnetfeld der Erde um das 190.000-fache übertrifft. Das Gerät habe noch einen weiteren entscheidenden Vorteil – erklärt Prof. Hans Herzog vom Jülicher Institut für Neurowissenschaften und Medizin:
"Wir haben jetzt erstmalig einen Kernspinresonanztomografen oder Magnetresonanztomografen, in dem wir einen PET-Detektor integriert haben, sodass wir die MR-Aufnahme gleichzeitig mit der PET-Aufnahme darstellen können."
PET – das ist ein Positronenemissionstomograf. Beim Scan in der Röhre macht er die biochemischen Vorgänge im Gehirn sichtbar und ergänzt somit die Arbeit des MRT, des Magnetresonanztomografen. Der ist in der Lage, die Morphologie, also die Strukturen der grauen Zellen abzubilden. Bisher gelang das nur in getrennten Untersuchungen und mit wesentlich schwächerer Bildgenauigkeit, denn mit der neuen Feldstärke von 9,4 Tesla kann der MRT Computerbilder liefern, auf denen Strukturen bis zu einer Winzigkeit von einem Zehntel Millimeter detailliert zu erkennen sind. Die Vorgängergeräte schafften es nur bis in den Millimeterbereich. Welche Vorteile das für Patienten hat, weiß der Jülicher Neuro-Wissenschaftler Prof. Jon Shah:
"Wir können hervorragend Unterschiede zwischen verschiedene Gewebetypen zeigen; zum Beispiel gesunde Gewebe und pathologische Gewebe. Wir können die kleineren Blutgefässen im Gehirn darstellen, bei normalen 3-Tesla-Geräten die kann man überhaupt nicht sehen."
Angewendet werden soll das Hybridgerät für die Erforschung aller neurologischen Erkrankungen; etwa bei Alzheimer oder Demenz und bei psychischen Erkrankungen wie Schizophrenie und Depressionen. Auch für die Diagnose und Behandlung von Gehirntumoren erwarten sich die Forscher große Fortschritte durch die kombinierte MRT-/PET-Technik - Prof. Hans Herzog:
"...somit bekommen wir eine genauere Aussage und können den Tumor besser abgrenzen, als das mit einer MR-Aufnahme alleine möglich ist. Wenn der Tumor an einem funktionell wichtigen Areal sich befindet, zum Beispiel in der Nähe des Sprachzentrums, sodass ein Operateur weiß, wo er bei der Operation in der Nähe des Tumors besonders Obacht geben muss."
Mit Hilfe von Kontrastmitteln wird Struktur und Größe des Tumors auf dem Computerbildschirm sichtbar. Außerdem, so Herzog, will man Kommunikationstechniken entwickeln, um gezielt mit Patienten in der Röhre arbeiten zu können – sie etwa zu bitten für einen genauen Scan, bestimmte Bewegungen auszuführen. Wichtig, sei das Gerät vor allem für die Früherkennung von Krankheiten wie Alzheimer, die lange unentdeckt bleiben, betont der Hirnforscher Prof. Andreas Bauer:
"Das läuft über viele Jahre ... das, was wir uns wünschen würden, wäre natürlich, die Patienten zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, wo die Substanzschädigung noch nicht eingetreten ist."
Durch das neue Gerät wären, so Bauer, die Schrumpfung des Gehirns, beziehungsweise die biochemischen Prozesse, die schon vorher darauf hindeuten, wesentlich früher zu erkennen und könnten entsprechend besser medikamentös behandelt werden. Verblenden mit
Gebaut wurde das 20 Millionen Euro teure Gerät von der Firma Siemens. Eine speziell entwickelte Halbleiterelektronik machte es überhaupt möglich, dass die MRT-Technik mit der PET-Technik zusammen arbeiten kann. Noch ist das Hybrid-Gerät ein Prototyp für Forschungszwecke. Die Patienten, die voraussichtlich ab dem Spätsommer damit untersucht werden sollen, hätten, so der Neurologe Andreas Bauer, nichts zu befürchten, außer – je nach Empfindlichkeit – ein leichtes Schwindelgefühl im hohen Magnetfeld.
"Wir haben jetzt erstmalig einen Kernspinresonanztomografen oder Magnetresonanztomografen, in dem wir einen PET-Detektor integriert haben, sodass wir die MR-Aufnahme gleichzeitig mit der PET-Aufnahme darstellen können."
PET – das ist ein Positronenemissionstomograf. Beim Scan in der Röhre macht er die biochemischen Vorgänge im Gehirn sichtbar und ergänzt somit die Arbeit des MRT, des Magnetresonanztomografen. Der ist in der Lage, die Morphologie, also die Strukturen der grauen Zellen abzubilden. Bisher gelang das nur in getrennten Untersuchungen und mit wesentlich schwächerer Bildgenauigkeit, denn mit der neuen Feldstärke von 9,4 Tesla kann der MRT Computerbilder liefern, auf denen Strukturen bis zu einer Winzigkeit von einem Zehntel Millimeter detailliert zu erkennen sind. Die Vorgängergeräte schafften es nur bis in den Millimeterbereich. Welche Vorteile das für Patienten hat, weiß der Jülicher Neuro-Wissenschaftler Prof. Jon Shah:
"Wir können hervorragend Unterschiede zwischen verschiedene Gewebetypen zeigen; zum Beispiel gesunde Gewebe und pathologische Gewebe. Wir können die kleineren Blutgefässen im Gehirn darstellen, bei normalen 3-Tesla-Geräten die kann man überhaupt nicht sehen."
Angewendet werden soll das Hybridgerät für die Erforschung aller neurologischen Erkrankungen; etwa bei Alzheimer oder Demenz und bei psychischen Erkrankungen wie Schizophrenie und Depressionen. Auch für die Diagnose und Behandlung von Gehirntumoren erwarten sich die Forscher große Fortschritte durch die kombinierte MRT-/PET-Technik - Prof. Hans Herzog:
"...somit bekommen wir eine genauere Aussage und können den Tumor besser abgrenzen, als das mit einer MR-Aufnahme alleine möglich ist. Wenn der Tumor an einem funktionell wichtigen Areal sich befindet, zum Beispiel in der Nähe des Sprachzentrums, sodass ein Operateur weiß, wo er bei der Operation in der Nähe des Tumors besonders Obacht geben muss."
Mit Hilfe von Kontrastmitteln wird Struktur und Größe des Tumors auf dem Computerbildschirm sichtbar. Außerdem, so Herzog, will man Kommunikationstechniken entwickeln, um gezielt mit Patienten in der Röhre arbeiten zu können – sie etwa zu bitten für einen genauen Scan, bestimmte Bewegungen auszuführen. Wichtig, sei das Gerät vor allem für die Früherkennung von Krankheiten wie Alzheimer, die lange unentdeckt bleiben, betont der Hirnforscher Prof. Andreas Bauer:
"Das läuft über viele Jahre ... das, was wir uns wünschen würden, wäre natürlich, die Patienten zu einem Zeitpunkt zu identifizieren, wo die Substanzschädigung noch nicht eingetreten ist."
Durch das neue Gerät wären, so Bauer, die Schrumpfung des Gehirns, beziehungsweise die biochemischen Prozesse, die schon vorher darauf hindeuten, wesentlich früher zu erkennen und könnten entsprechend besser medikamentös behandelt werden. Verblenden mit
Gebaut wurde das 20 Millionen Euro teure Gerät von der Firma Siemens. Eine speziell entwickelte Halbleiterelektronik machte es überhaupt möglich, dass die MRT-Technik mit der PET-Technik zusammen arbeiten kann. Noch ist das Hybrid-Gerät ein Prototyp für Forschungszwecke. Die Patienten, die voraussichtlich ab dem Spätsommer damit untersucht werden sollen, hätten, so der Neurologe Andreas Bauer, nichts zu befürchten, außer – je nach Empfindlichkeit – ein leichtes Schwindelgefühl im hohen Magnetfeld.