Pictures of the Future    Frühjahr 2007

Ultrahochfeld-Magnetresonanz- und neuartige MR-PET-Tomographen sollen im Körper künftig auf zellulärer Ebene krankhafte Prozesse aufspüren.

Dank immer besserer bildgebender Verfahren wie der Ultrahochfeld-Magnetresonanz-Tomographie (UHF-MRT) wollen Ärzte biologische Prozesse auf molekularer Ebene ent- schlüsseln und die Therapie auf das jeweilige Krankheitsbild abstimmen. Siemens arbeitet auf diesem Gebiet mit dem Commissariat à l'Energie Atomique (CEA), den Firmen Guerbet, Alstom und Bruker BioSpin MRI GmbH sowie der Universität Freiburg zusammen. Im Fokus des 2006 gestarteten deutsch-französischen Forschungsprojekts INUMAC (Imaging of neuro disease using high field MR and contrastophores) steht die Entwicklung des weltweit ersten UHF-MRT mit 11,7 T für Untersuchungen am Menschen – bei 11,7 T ist das Magnetfeld 235 000-mal stärker als das der Erde. Die derzeit leistungsfähigsten klinischen UHF-MRT verfügen über 7 T, etwa das im Leibniz-Institut für Neurobiologie in Magdeburg installierte Gerät (siehe 7-T-Magnetresonanz in Pictures of the Future, Herbst 2005).

Durch die höhere Feldstärke lässt sich die Bildqualität deutlich verbessern. Während heutige MRT-Aufnahmen eine Auflösung von 0,1 × 0,1 × 0,5 mm³ erreichen, soll das 11,7-T-Gerät künftig Bilder mit einer zehnfach höheren räumlichen Auflösung liefern. "Neben der verbesserten Bildqualität wird das Verfahren auch eine deutlich höhere Empfindlichkeit besitzen. So wird der neue UHF-MRT sogar molekulare Prozesse visualisieren, die nur vereinzelt im Körper ablaufen", erläutert Dr. Robert Krieg, Leiter molekulare MRI bei Siemens Medical Solutions in Erlangen. "Damit möchten die INUMAC-Partner insbesondere die grundlegende Funktionsweise des Gehirns erforschen sowie neurologische Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und Multiple Sklerose." Mit Hilfe spezifischer Kontrastmittel wollen die Wissenschaftler sogar einzelne Zellen markieren, um dann deren Verhalten im lebenden Organismus sichtbar machen zu können.

Europäische Gemeinschaftsarbeit.Der UHF-MRT soll voraussichtlich im Jahr 2011 fertig sein. Gebaut wird er im neuen CEA-Zentrum für bildgebende Verfahren: "Neurospin" in Saclay bei Paris. Siemens wird den Partnern beratend zur Seite stehen und Komponenten liefern wie Gradientenspulen, Hochfrequenzelektronik sowie Computer und Software zur Visualisierung und Auswertung der Bilddaten. Der Beitrag der französischen Seite: Guerbet bringt neue molekulare Kontrastmittel in die Kooperation ein, während Alstom den Magneten nach Vorgaben des CEA und dem Input von Siemens baut. Die Firma Bruker BioSpin MRI entwickelt neue MR-Komponenten und Anwendungen ähnlich wie Siemens, allerdings für den Kleintierbereich – am CEA soll es auch ein 17-T-MRT für die präklinische Forschung geben.

Einen weiteren UHF-MRT für Untersuchungen am Menschen realisiert Siemens gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich. Das neue Gerät, das in etwa drei Jahren einsatzbereit sein soll, wird allerdings mehr liefern als detaillierte Bilder des Gehirns. Denn geplant ist ein 9,4 T starkes kombiniertes MR-PET-Gerät, mit dem die Hirnforscher Stoffwechselvorgänge im Detail sichtbar machen können. Diese Prozesse sind bei erkrankten Zellen oft verändert. So haben etwa schnell wachsende Tumoren einen erhöhten Energieverbrauch. "Die Bilder eines PET alleine sind derart unscharf, dass wir die Orte erhöhter Stoffwechselaktivitäten nicht exakt lokalisieren können", sagt Prof. Jon Shah, Projektleiter der MRT-Gruppe am Jülicher Institut für Medizin. "Mit MR-PET hingegen können wir auch solche Stoffwechselvorgänge des Gehirns hoch aufgelöst untersuchen."

Leuchtende Ablagerungen. Darüber hinaus fördert Siemens über einen Zeitraum von fünf Jahren das im Herbst 2006 gegründete "European Institute of Molecular Imaging" (EIMI) an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster. Das Hauptgewicht der wissenschaftlichen Arbeit legt das EIMI auf die Erforschung molekularer Prozesse in Gefäßen und im Herz. Hierauf aufbauend will das Institut neuartige Biomarker entwickeln, mit denen sich etwa arteriosklerotische Plaques in den Gefäßen mit einem MR-PET-Gerät oder mit Fluoreszenzmethoden sichtbar machen lassen. Siemens wird Medizingeräte und gerätespezifisches Know-how liefern und erhält dafür Zugang zu neuesten Erkenntnissen im Bereich Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie zu EIMI-Neuentwicklungen wie etwa Biomarkern oder Algorithmen.

"Dank der Kooperation verfügen wir über innovative Bildgebungstechnik und können so unsere Fachkompetenz in der molekularen Bildgebung stärken", sagt Professor Otmar Schober, Forschungsleiter des EIMI und Direktor der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin an der Universität Münster. Seine drei Etappenziele: "Wir wollen zunächst über Tiermodelle die Biologie besser verstehen. Als zweites gilt es, Biomarker zu finden und die entsprechenden Liganden zu synthetisieren, also Substanzen, die an bestimmte Zellen oder Moleküle andocken und diese kennzeichnen. Als drittes folgt die bildliche Darstellung im Tier und schließlich im Patienten. Auch wollen wir die Datensätze von PET und MR vergleichen, um die Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung früh ermitteln zu können."

Für Schober steht fest: "In Zukunft werden wir uns stärker als bisher auf präventive Reihenuntersuchungen und die Früherkennung von Krankheiten konzentrieren. Das Reagieren auf Symptome mit einer heute oft invasiven, mit Nebenwirkungen behafteten Therapie wird zumindest teilweise abgelöst. Die Vorteile für den Patienten sind dann eine sehr frühe Diagnose seiner Erkrankung und eine individuell auf ihn zugeschnittene Therapie."
                                                                     Evdoxia Tsakiridou, Ulrike Zechbauer