Neue MRT-Technologie liefert atemberaubend scharfe Bilder von Auge und Gehirn

Die Einschrnkung liegt nicht im MRT-Scanner selbst, sondern in der Hardware, die fr die bertragung und den Empfang, einer Doktorandin im Labor fr Experimentelle Ultrahochfeld-Magnetresonanz Max-Delbrck-Centrum, hat nun eine MRT-Antenne auf Basis fortschrittlicher Materialien entwickelt, die dieses Problem lst. Das Gerät erzeugt klarere Bilder in kürzerer Zeit und kann mit bereits vorhandenen MRT-Geräten verwendet werden.

Die Arbeit wurde in Advanced Materials veröffentlicht. Niendorf und seine Kollegen arbeiteten eng mit Forschern des Universitätsklinikums Rostock zusammen und verbanden MRT-Physik, klinische Augenheilkunde und translationelle Bildgebung.

Das Team aus Rostock unterstützt zudem die Bewertung der Technologie für den klinischen Einsatz. „Durch den Einsatz konnten wir Hochfrequenzfelder effizienter lenken und zeigen, wie fortgeschrittene Physik die medizinische Bildgebung direkt verbessern kann", sagt Niendorf, leitender Autor der Publikation. „Diese Arbeit zeigt einen Weg zu schnelleren und klareren MRT-Untersuchungen, die Patienten in vielen klinischen Bereichen zugutekommen könnten." Neuansätze für die MRT-Hardware durch Metamaterialien Die MRT erzeugt Bilder, indem sie Hochfrequenz-(RF)-Signale in den Körper sendet und misst, wie Gewebe in einem starken Magnetfeld darauf reagieren.

Stärkere Signale führen zu besseren Bildern.

Stärkere Signale führen zu besseren Bildern. Standard-MRT-Antennen, auch als HF-Spulen bezeichnet, haben oft Schwierigkeiten, aus tiefen Gewebeschichten oder anatomisch komplexen Regionen ausreichend Signal zu erfassen. Infolgedessen können Untersuchungen länger dauern und feine Details in den Bildern fehlen. Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher Metamaterialien direkt in die MRT-Antenne integriert.

Metamaterialien sind gezielt konstruierte Strukturen, die elektromagnetische Wellen aufweisen, die natürliche Materialien nicht erreichen können. Die entwickelte HF-Antenne verstärkt Signale aus den Zielgeweben, erhöht die räumliche Auflösung, verbessert die Bildschärfe und beschleunigt die Datenerfassung.

Wichtig ist, dass sie mit bestehenden MRT-Systemen kompatibel ist, sodass Krankenhäuser keine vollständig neue Scanner-Infrastruktur benötigen.

Moegliche Anwendungen

Das Team testete die Technologie, indem es bei 7,0 Tesla das Auge und den Orbitbereich an Probanden abbildete. „Unsere Forschung zeigt eine klare Relevanz für ophthalmologische Anwendungen, da sie anatomisch detaillierte MRTs des Auges mit hoher räumlicher Auflösung ermöglicht," sagt Professor Oliver Stachs, Mitautor der Studie an der Universitätsmedizin Rostock. „Sie bietet das Potenzial, ein Fenster in das Auge und in (patho)physiologische Prozesse zu öffnen, die in der Vergangenheit weitgehend unzugänglich waren." „Unser Ziel war es, die MRT-Hardware neu zu denken, ausgehend Antennendesigns," fügt Saha hinzu.

Die gleiche Technologie könnte auch angepasst werden, um empfindliche Körperregionen während der MRT zu schützen, beispielsweise durch die Reduktion unerwünschter Erwärmung um medizinische Implantate.

Sie könnte zudem dazu beitragen, RF-Energie präziser für MRT-gesteuerte Therapien in der Onkologie zu fokussieren, einschließlich sanfter Tumorerwärmung (Hyperthermie) oder thermischer Ablation können für Patienten unangenehm und zeitaufwändig sein, insbesondere wenn Scans wiederholt werden müssen, weil wichtige Strukturen nicht ausreichend sichtbar sind.

Krzere Scans wrden die Zeit reduzieren,

Krzere Scans wrden die Zeit reduzieren, die Patienten in der Maschine verbringen. Schrferen Bildern knnte es rzten ermglichen, Diagnosen mit grerer Sicherheit zu stellen. Da die neue Antenne kompakt und leichtgewichtig ist, kann sie zudem fr bestimmte Krperregionen geformt werden, was die Scans mglicherweise angenehmer macht.

Niendorf zufolge knnte die Technologie fr MRT-Systeme angepasst werden, die in Magnetfeldstrken unter oder ber 7,0 T arbeiten, um Anatomien jenseits des Auges, des Augenhohlens oder des Gehirns abzubilden, sowie den Stoffwechsel oder die Bewegung verfolgen.

Zudem knnten spezialisierte MRT-Methoden, die Atome wie Natrium oder Fluor nachweisen, diese Technologie nutzen, um strkere Signale und klarere Bilder zu erfassen, fgt er hinzu. Innovationen in der Bildgebungshardware haben das Potenzial, die Diagnostik zu transformieren, und diese Studie ist ein wichtiger Schritt hin zur nchsten Generation ", sagt Dr. Ebba Beller, Mitautorin der Studie am Universittsklinikum Rostock.

Die Forscher bereiten derzeit größere Studien

Die Forscher bereiten derzeit größere Studien in mehreren Krankenhäusern vor und passen das Design für weitere Organe, darunter Herz und Nieren, an. Die Zusammenarbeit wird über etablierte gegenseitige Gastprofessuren fortgesetzt.

Referenz: „Metamaterial Antennas Enhance MRI of the Eye and Occipital Brain", Bilguun Nurzed, Mostafa Berangi, Andre Kuehne, Helmar Waiczies, Igor Fabian Tellez Ceja, Xiang Hu, Thomas Gladytz, Lisa Krenz, Dave Huebler, Beate Endemann, Claudia Brockmann, Ebba Beller, Oliver Stachs und Thoralf Niendorf, 2. Februar 2026, Advanced Materials. DOI: 10.1002/adma.202517760.

Dieses Projekt wurde durch das DFG-Projekt als gemeinsame Initiative des Max-Delbrück-Centrums und der Medizinischen Universität Rostock finanziert.