Neue Einblicke durch Ultrahochfeld MRT

Im Mittelpunkt standen auch heuer wieder die neuesten Entwicklungen im Bereich der Magnetresonanztomografie (MRT). Ein wesentliches Kriterium bei der Leistungsfähigkeit von MRT-Geräten ist die sogenannte Feldstärke in Tesla, die Auskunft über die Stärke der Flussdichte bzw. des Magnetfeldes gibt. Hier gilt, je höher, desto mehr Signal steht zur Verfügung und umso aussagekräftigere Bilddaten können gewonnen werden.

Ultrahochfeldgeräte bereits im experimentellen Einsatz

Die derzeitige Standardfeldstärke im klinischen Bereich beträgt meist 1,5 Tesla, wobei in den letzten Jahren bereits ein deutlich höheres Aufkommen an Geräten mit 3,0 Tesla verzeichnet werden konnte. Diese Geräte, die dann bereits der Klasse der Hochfeld-MR-Geräte zugerechnet werden, haben sich vor allem bei Untersuchungen im Bereich des Kopfes, der Wirbelsäule und des Bewegungsapparates bewährt.
Abseits der klinischen Praxis wird in experimentellen Szenarien aber bereits mit deutlich höheren Feldstärken mit bis zu 9,4 Tesla gearbeitet. Auch am Wiener Exzellenzzentrum für Hochfeld- MR haben diese Ultrahochfeldgeräte beeindruckende Ergebnisse erzielt: „Vor allem bei der Darstellung des Gehirns und der Gelenke kann mit dieser Geräteklasse eine bisher noch nicht mögliche Detailgenauigkeit in humanen Studien erzielt werden. So können bei der präoperativen Untersuchung von Tumoren, die nahe an wichtigen Zentren des Gehirns wie der sensomotorischen Region oder dem Sprach- und Sehzentrum gelegen sind, deutliche Verbesserungen erzielt werden, damit einerseits der Tumor radikal entfernt, die kritischen Hirnareale aber bei der Operation geschont werden. Auch bei Multipler Sklerose lassen sich mit Ultrahochfeld-MRT-Geräten ab 7,0 Tesla erstmals die Venendichte sowie winzige Eisenansammlungen in den Plaques der Patienten messen, die wichtige Aufschlüsse über die krankhaften Veränderungen bei dieser chronischen Erkrankung geben“, erklärt Prof. Siegfried Trattnig, Leiter des Exzellenzzentrums für Hochfeld-MR.

Noch kein klinischer Einsatz

Trotz aller medizinischen Weiterentwicklungen, die Systeme mit über 3,0 Tesla bereits jetzt bieten, ist mit einer klinischen Verfügbarkeit in naher Zukunft, zumindest nach jetzigen Prognosen, nicht zu rechnen: Technische Probleme sind dafür ausschlaggebend. Viele dieser technischen Schwierigkeiten stehen in einer engen Bindung zum Signal-Rausch-Verhältnis (SRV), das die Qualität des Nutzsignals der MRT-Geräte beziffert. Hier gilt, je höher die Feldstärke, desto höher das Signal-Rausch-Verhältnis, das zuerst einmal einen grundsätzlich positiven Effekt mit sich bringt. So trägt es einerseits dazu bei, dass die dreidimensionale Auflösung erhöht werden kann, ohne die Untersuchungszeit zu verlängern, oder die Untersuchungszeit verkürzt werden kann, ohne Einbußen bei der 3D-Auflösung hinnehmen zu müssen. Allerdings kommt es aufgrund der kürzeren Wellenlänge auf 7 Tesla zu einer inhomogenen Signalverteilung, da sich die Wellenlänge, die bei 3 Tesla 26 cm und bei 7 Tesla nur mehr 11 cm beträgt, der Größe des zu untersuchenden Körperteils annähert.
Ein weiterer Nachteil der Ultrahochfeld-MR-Geräte ist die sogenannte spezifische Absorptionsrate (SAR), die als Maß für die Aufnahme von Energie der elektromagnetischen Strahlung im biologischen Gewebe gilt. „Daraus lässt sich ableiten, dass dieselbe Untersuchungssequenz im Vergleich zu einem Gerät mit 1,5 Tesla bei 3 Tesla 4-mal so hohe und bei 7 Tesla bereits 22-mal so hohe SAR-Werte erzeugen würde. Hier ist es nötig, bei höheren Feldstärken eine neue Programmierung der Sequenzen vorzunehmen, um die Untersuchungsdauer zu reduzieren und niedrigere SAR-Werte zu erzielen. Das ist sicherlich einer der Bereiche, in dem noch viel getan werden muss“, so Trattnig.