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Ein MRT für den Schreibtisch: Blut- und Gewebeproben in der Arztpraxis analysieren

Medizintechniker der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg haben den Prototypen eines Magnetresonanztomografen entwickelt, der auf einem gewöhnlichem Schreibtisch Platz findet. Einsatzmöglichkeiten finden sich nicht nur in der Medizin.

Die Masterstudenten Ivan Fomin (li.) und David Schote vor ihrem Tabletop-MRT Bildquelle: © Jana Dünnhaupt

Die Masterstudenten Ivan Fomin (li.) und David Schote vor ihrem Tabletop-MRT

In Zusammenarbeit mit Kollegen des Athinoula A. Martinos Center des MIT in Boston, USA, entwickelten der Nachwuchswissenschaftler Marcus Prier gemeinsam mit den beiden Studenten des Masterprogramms Medical Systems Engineering Ivan Fomin und David Schote eine druckergroße Miniaturausgabe eines MRT, die mit einem Magnetfeld von 0,4 Tesla arbeitet, der 20.000-fachen Stärke unseres Erdmagnetfelds. Das Magnetfeld klinischer Geräte beträgt 1,5 bzw. 3 Tesla. Das Mini-MRT kann künftig innerhalb von wenigen Minuten detaillierte Informationen zur Zusammensetzung reagenzglasgroßer Proben mit einem Durchmesser von bis zu 15 Millimetern liefern. Aktuell entwickeln die drei Medizintechniker eine weitere Komponente für das MRT, um künftig echte Schnittbilder der Proben, also Aufnahmen, wie Sie etwa unter einem Mikroskop möglich sind, erhalten zu können.

Das Prinzip der Magnetresonanztomografie beruht darauf, dass die Kerne vieler Atome magnetisch sind. Diese kleinen Magneten können von einem äußeren Magnetfeld beeinflusst werden – sie richten sich dazu parallel aus. Werden die ausgerichteten Atomkerne leicht angestoßen – das geschieht durch Radiowellen -dann führen sie eine sogenannte Präzessionsbewegung aus, ähnlich der Bewegung eines rotierenden Spielzeugkreisels. Da die Geschwindigkeit der Präzession charakteristisch für eine Atomsorte und damit für das Material der Probe ist, kann daraus die Zusammensetzung der Probe analysiert werden.

»Die Herausforderung bei der Entwicklung des Tisch-MRT bestand für uns darin, zwei extrem starke Permanentmagnete, die sich gegenseitig mit 1,2 Tonnen anziehen, in einer Trägerkonstruktion auf einem Abstand von nur wenigen Zentimetern zu halten und so zu fixieren«, erläutert  Prier. Die komplizierte Elektronik, die für die Inbetriebnahme des Prototypen erforderlich war, wurde in einem der 11 Gründerlabore der Universität Magdeburg, dem FLEXtronic Labor, eigenständig entwickelt und gefertigt.

Das Einsatzspektrum des Mini-MRT sei breitgefächert, so Prier. »Es ist möglich, in einem Labor der Nahrungsmittelindustrie unkompliziert die Zusammensetzung von Inhaltsstoffen zu prüfen, Mediziner können zeitnah in Arztpraxen Blut- und Gewebeproben analysieren, Biologen unmittelbar die Wirkung neu entwickelter Kontrastmittel im Gewebe testen.« Darüber hinaus könne in dem Tisch-MRT Strömungs- und Fließverhalten von Flüssigkeiten analysiert werden. (me)