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Erschienen in:
20.05.2022 | Leitthema
Hyperpolarisierte 13C‑Magnetresonanztomographie – ein Fenster in den Stoffwechsel
Hochauflösende Darstellung des humanen Metabolismus
Erschienen in: Die Radiologie | Ausgabe 6/2022
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Klinisches Problem
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine der tragenden Säulen der modernen Diagnostik, nutzt aber nur einen winzigen Teil ihres Potenzials: Wenige Millionstel aller vorhandene Kernspins tragen effektiv zum MRT-Signal bei. Um diesen Bruchteil, die Polarisierung, zu erhöhen, werden MRT-Geräte mit immer stärkeren Magnetfeldern entwickelt. Jedoch schöpfen selbst modernste Geräte das Potenzial der MRT nicht aus.
Methodische Innovation
Hier setzt die hyperpolarisierte MRT an: Durch quantenmechanische Tricks können Kontrastmittel hergestellt werden, deren Kernspins ein bis zu 100.000-mal stärkeres MRT-Signal zu liefern. Dies erlaubt die Bildgebung von Vorgängen in vivo, welche anderweitig nicht messbar wären. Besonders interessant ist es, diese magnetisch markierten Kerne in den Stoffwechsel einzuschleusen, so dass dieser unmittelbar beobachtet werden kann.
Leistungsfähigkeit
Es konnten bereits kleine, aber diagnostisch entscheidende Stoffwechseländerungen gefunden werden, bevor Veränderungen im Gewebe anderweitig sichtbar waren. Hochauflösende Bilder werden innerhalb von einigen 100 ms aufgenommen, der Stoffwechsel wird somit in Echtzeit dargestellt. Herz, Gehirn und Prostata gehören zu den Organen, welche bereits in über 90 klinischen Studien mit dieser aufstrebenden Technologie untersucht werden.
Bewertung
Eine ähnliche Darstellung von Gewebe besteht bisher nur mit Hilfe nuklearmedizinischer Verfahren, wie z. B. der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), jedoch unter Anwendung von Radionukliden und ohne Auflösung von verschiedenen Stoffwechselschritten. Das Ansprechen auf eine Therapie mittels Hyperpolarisation wurde bereits innerhalb von Stunden festgestellt. Diese Anwendungen, gepaart mit Hintergrund zur Technologie, sind das Thema dieser Übersichtsarbeit.