Magnetresonanz-Tomografie Krebsforschung mit supraleitendem Magneten

Ein im Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg installierter Magnetresonanz-Tomograf erzeugt ein Magnetfeld von 7 statt den bisher üblichen 3 Tesla. Durch die höhere Feldstärke liefert der Tomograf detailliertere Bilder aus dem Körperinneren.

Eine praktische Regel der Physik lautet: Je kleiner die Strukturen, die vermessen werden sollen, desto größer die dafür erforderlichen Apparaturen. Besonders deutlich wird dies beim CERN, wo Apparaturen installiert wurden, deren Größe über die Vorstellungskraft eines Normalbürgers hinausgeht. Aber auch in der Medizintechnik helfen überdimensionale Magneten bei der Verbesserung der Auflösung.     

Ein im Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg installierter Magnetresonanz-Tomograf (MRT) ist mit einem supraleitenden Magneten ausgestattet, der mit flüssigem Helium betrieben wird und dessen Betriebstemperatur bei –269 °C liegt. Das aufwendige Kernstück des Tomografen wiegt 32 t, für dessen Installation wurde beim DKFZ eigens ein Gebäude errichtet. So wiegen die Eisenplatten, die den Behandlungsraum umhüllen und das Magnetfeld nach außen abschirmen, 230 t.

Der in der mehrere hundert Kilometer langen supraleitenden Drahtspule fließende Strom erzeugt ein Magnetfeld von 7 Tesla; in den für die klinische Diagnostik verwendeten MRTs werden in der Regel 3 Tesla erzeugt. Die höhere Feldstärke erlaubt es, im Körperinneren Strukturen sichtbar zu machen, die kleiner sind als die 1 mm, die mit den herkömmlichen MRTs erreicht werden. Mit der höheren Feldstärke ergeben sich zudem kürzere Messzeiten und die Möglichkeit, die chemische Zusammensetzung des Gewebes zu bestimmen. Damit lassen sich der Stoffwechsel und damit das Wachstum von Tumoren direkt beobachten.

Das Bild des 7-Tesla-Tomographen (rechts) im Vergleich zu einer Aufnahme eines konventionellen Tomografen. Die detailreicheren Bilder können in der Krebsforschung eingesetzt werden.