Zu den Inhalten springen

Klinik für Radiologie - Medizinphysik

Metabolische und Molekulare MRT

Hyperpolarisierung

Unterstützt vom Innovationsfonds Baden-Würtemberg, sowie der Exzellenzakademie für Medizintechnik, dem Marie Sklodowska-Curie Programm der EU (Horizon 2020) und dem Emmy Noether Programm der DFG.

 Die Webseite der Forschungsgruppe Dental MRI finden Sie hier.


 Das Ziel unserer Gruppe ist es, das versteckte Potential der Magnetresonanz zu nutzen, um neue diagnostische Parameter zugänglich zu machen und neue Anwendungsfelder zu erschließen. Die Magnetresonanz kann noch viel mehr, als wir heute nutzen!
Wir verfolgend dieses Ziel durch die Entwicklung neuer Sequenzen, Geräte und der Hyperpolarisierung von Kernspins. Die aktuellen Entwicklungen unserer Gruppe finden Sie hier (englisch).

Es ist bekannt, dass die MRT, wie wir sie heute kennen, nur einen winzigen Bruchteil ihres Potentials nutzt. Dies liegt an der sehr geringen "thermischen Polarisierung". Diese "thermische Polarisierung" ist ein anderer Ausdruck für die Ausrichtung der Kernpins, kleinen Magnete oder Kompassnadeln, welche sich in den Atomkernen finden. Im Gegensatz zu einem Handkompass, wie man ihn zum Wandern nutzt, sind diese atomaren Kompassnadeln sehr, sehr schwach.

Hätte jeder Mensch auf der Erde einen Wanderkompass, zeigten alle Kompassnadeln nach Norden - das MRT Signal wäre das von sieben Milliarden Kompassnadeln.
Die natürlichen Kompassnadeln in den Atomkernen (die Kernspins) hingegen sind so schwach, dass diese in alle möglichen Richtungen zeigen. Nur im Durchschnitt zeigt einer von sieben Milliarden nach Norden und trägt zum Signal bei - das MRT Signal ist dementsprechend schwach und beträgt nur ein sieben Milliardstel.

Hier setzt die Hyperpolarisierung an. Mit verschiedenen physikalischen Tricks werden die Kompassnadeln der Atom dazu gebracht, sich auszurichten. Somit lässt sich das MRT Signal um mehrere Größenordnungen, zum Beispiel 10.000-fach verstärken. Neue Anwendungen, für die die "thermische Polarisierung" einfach zu gering ist, rücken in den Bereich des Möglichen. So wird z.B. an der Früherkennung von Krebs oder an der Therapiekontrolle ("funktioniert diese Chemotherapie oder nicht?") mittels Hyperpolarisierung international geforscht.  

Als interdisziplinäres Forschungsfeld spannt die Hyperpolarisierung den Bogen von Spinphyisk hin zur Biologie und Medizin. Das ist auf der einen Seite spannend, auf der anderen Seite eine große Herausforderung. Der Schwerpunkt unserer Gruppe "Metabolische und Molekulare MR" ist die Entwicklung von neuen Hyperpolarisierungsmethoden, Pulssequenzen und die Translation auf biomedizinische Fragestellungen. 

Bleiben Sie auf dem Laufenden und folgen Sie uns auf Twitter: @hyperpolarise

Ansprechpartner

Prof. Dr. Jan-Bernd Hövener

Head, Section for Biomedical Imaging and MOIN CC
Head, Emmy Noether Group Molecular and Metabolic MRI
President, ISMRM German Chapter

Section Biomedical Imaging, MOIN CC
Am Botanischen Garten 14
D-24118 Kiel

phone:  +49 (0) 431 880-5832
fax:       +49 (0) 431 880-5852

Office Freiburg
Breisachser Straße 60a,
D-79106 Freiburg
phone:  +49 (0) 761 270-93910
fax:       +49 (0) 431 880-38310

Email: jan.hoevener@uksh.de