Technik für effizientere und leisere MRT

Technik für effizientere und leisere MRT
Bei Experimenten mit der Metamaterial-Platte im MRT wurde eine Steigerung der Messempfindlichkeit um einen Faktor von bis zu fünf ermittelt (©Fraunhofer MEVIS)

MRT-Untersuchungen könnten für Patienten künftig angenehmer werden: Fraunhofer-Forscherteams konnten die Empfindlichkeit von MRT-Geräten unter bestimmten Umständen um ein Vielfaches nach oben schrauben. Zudem können diese Materialien die Untersuchung beschleunigen und leiser gestalten.

  • Datum:
    03.12.2020
  • Autor:
    B. Widmann (mh/ktg)
  • Quelle:
    Fraunhofer-Gesellschaft

"Arbeitet das MRT mit Hochfrequenzspulen, die auf den Körper des Patienten aufgelegt werden, können wir die Dynamik je nach Fragestellung um bis zu zwanzig Prozent verbessern", sagt Dr. Thomas Bertuch, Teamleiter am Fraunhofer FHR. "Werden die im MRT-Gerät fest verbauten Spulen verwendet, ist sogar eine Verfünffachung des gemessenen Signals möglich." Im Ergebnis führt das detailreicheren Strukturen auf den MRT-Bildern.

Leiterplatten mit speziellen Strukturen

Den großen Sprung in der Empfindlichkeit erreichen die Forscherteams durch spezielle Metamaterial-Platten. Diese sollen während der MRT-Untersuchung auf die zu untersuchende Stelle des Körpers gelegt werden. "Die Metamaterialien sind keine Materialien im üblichen Sinne, sondern Leiterplatten, die mit speziellen Strukturen und Leiterbahnen bestückt sind. Auf diese Weise lassen sich Materialien mit effektiven Eigenschaften designen, wozu auch solche gehören, die in der Natur nicht vorkommen", erläutert Bertuch.

Geräuschquelle ausschalten

Das Gradientenfeld wird durch schaltbare Spulen dem starken permanenten Magnetfeld dynamisch überlagert, was das laute Geräusch während der Untersuchung hervorruft. "Das lauteste Geräusch erzeugt meist der Teil der Messung, bei dem die Bilder aufgenommen werden", erklärt Prof. Matthias Günther, stellvertretender Institutsleiter am Fraunhofer MEVIS. "Wir arbeiten daran, diese Geräuschquelle mit Metamaterialien komplett ausschalten zu können."

Prototyp im Frühjahr 2021

Die Forscher setzen dazbei auf ein Arraysystem aus Metamaterialien. Im Frühjahr 2021 soll der erste Prototyp fertig sein, den die Forscher dann in weiteren Schritten optimieren wollen. Gänzlich still wird es bei der Untersuchung zwar nicht: Gegen das Geräusch, das beim Schalten des Magnetfelds für spezielle Bildinformationen wie den Blutfluss oder auch Diffusionseffekte entsteht, lässt sich derzeit noch nichts ausrichten. Allerdings kann dieses deutlich leiser gemacht werden als das durch die Bildgebung erzeugte Geräusch.

Die Forscherteams arbeiten an den Fraunhofer-Instituten für Digitale Medizin (MEVIS) und für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR).