Feinste Gewebestrukturen sichtbar gemacht
Quantentechnologie erhöht die Bildschärfe bei medizinischer Bildgebung deutlich.
Die Quantenphysik kann die medizinische Bildgebung verbessern – das ist das Ergebnis einer internationalen Forschungskooperation, an der Dieter Suter von der TU Dortmund maßgeblich beteiligt ist. Die Diagnose von Krankheiten ist immer noch eine Herausforderung für Mediziner. Mit Hilfe technischer Geräte gelingt es, Mit Hilfe nichtinvasiver Bildgebung immer genauere Bilder vom Inneren des Menschen zu erhalten, ohne in den Körper eindringen zu müssen.
Eine Fragestellung für den Dortmunder Physikprofessor Dieter Suter ist: Kann mit Hilfe der Quantenphysik die medizinische Diagnose noch weiter verbessert werden? Mit welcher Präzision kann die Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) kleine Strukturen tief im menschlichen Körper vermessen? Das internationale Team, das neben dem Suter auch noch Wissenschaftler aus Israel und Argentinien umfasst, entwickelte ein Messverfahren, um die bestmögliche Auflösung zu erhalten. Das Team konnte sogar zeigen, wie diese Grenze in einem klinischen Scanner erreicht werden kann.
Dieser Fortschritt beim bildlichen Darstellen kleinster Körperstrukturen basiert auf Quantentechnologien, die derzeit die Sensortechnologie voranbringen und dabei auch enorme Auswirkungen auf die klinische Medizin haben könnten. Wenn die MRT in der klinischen Medizin eingesetzt wird, ist ihre Auflösung bei herkömmlichen Bildgebungsmodalitäten auf etwa einen Millimeter begrenzt. Im Gegensatz dazu können mit den neuen Verfahren Strukturen im Bereich weniger Mikrometer aufgelöst – eine Verbesserung um den Faktor 100. Dafür erfassen die Wissenschaftler die Bewegung von Wassermolekülen, die in jedem Teil des menschlichen Körpers vorhanden sind und deren Bewegung durch MRT mit höchster Präzision gemessen werden kann.
„Die hohe Auflösung unserer Technik ist relevant für den Nachweis von Biomarkern und Pathologien, die für eine Vielzahl von Krankheiten von Interesse sind“, sagt Suter. Es könnte somit ein Beispiel für eine Reihe zukünftiger Technologien sein, die auf Quanteninformation basieren und neben der Präzisionsmedizin viele weitere Anwendungsbereiche durchdringen könnten.
TU Dortmund / DE
