Im Exzellenzzentrum für Hochfeld-MR an der Medizinischen Universität Wien wird ein Magnetresonanztomograph mit einer Feldstärke von 7 Tesla aufgebaut. Welche neuen Möglichkeiten eröffnen derartige Geräte?
Moser: MRT mit hoher Feldstärke liefern Bilder mit einer deutlich höheren Auflösung und besitzen eine höhere Empfindlichkeit. Sie sind in der Lage, nicht nur Strukturen, sondern auch Funktionen im Körper abzubilden.
Trattnig: Wir können damit neuronale Aktivitäten im Gehirn mit hoher räumlicher Auflösung darstellen und so Emotionen erforschen. Auch eine Untersuchung von Veränderungen des Gelenksknorpels ist nun möglich. Damit sagen wir der Arthrose, der Volkskrankheit Nummer zwei nach den Herz-Kreislauf-Problemen, den Kampf an.
Welche Bedeutung hat der neue MRT für die Forschungsaktivitäten in Wien?
Moser: 7-Tesla-Geräte sind erst an wenigen Standorten weltweit im Einsatz. Wir zählen mit unserer Anlage nun zu den bestausgerüsteten Forschungszentren und stoßen damit ins europäische Spitzenfeld vor. Der 7-Tesla-MRT wird im Rahmen einer Forschungskooperation mit Siemens für medizinische Projekte und technisch-physikalische MR-Grundlagenforschung eingesetzt. Es geht um biomedizinische Fragestellungen und die Entwicklung von neuen Methoden für den zukünftigen klinischen Einsatz von Hochfeld-MR.
Was bringt das Gerät für die Gehirnforschung?
Moser: Mit der funktionellen MRT lässt sich nicht nur feststellen, wo etwas im Gehirn passiert. Wir sind auch in der Lage, die Stärke von Hirnaktivität zu erfassen. Welche Hirnregionen bei bestimmten Symptomen veränderte Aktivität aufweisen, wissen wir schon ziemlich genau. Nun können wir auch die Wirkung von Medikamenten zur Behandlung neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen erforschen. Der Verlauf einer Therapie kann in Zukunft mehrfach kontrolliert werden, nichtinvasiv neurologisch durch funktionelle MRT, sozialpsychologisch aufgrund des Verhaltens und durch Selbsteinschätzung der Patienten. Neurobiologie und Psychotherapie rücken damit zum Vorteil des Patienten immer enger zusammen. In einer kürzlich gemeinsam mit der Universitätsklinik für Psychiatrie (Abteilung für Biologische Psychiatrie) durchgeführten Studie konnte erstmals der Einfluss von Serotonin-Wiederaufnahme-Hemmern (SSRI) auf die Aktivität von Hirnregionen nachgewiesen werden. Das sind Medikamente, die weltweit bei der Therapie von Angsterkrankungen und Depressionen eingesetzt werden.
Bei welchen Erkrankungen des Gehirns erwartet man neue Erkenntnisse?
Moser: Mit dem 7-Tesla-Tomographen wird daran gearbeitet, Nervenerkrankungen im Gehirn frühzeitig zu erkennen und ihren Verlauf besser zu verstehen. Außerdem können wir den Schweregrad einer Tumorerkrankung besser bewerten. Unter anderem lässt sich klären, ob der Tumor scharf abgegrenzt ist oder in die Umgebung infiltriert.
Trattnig: Auch die Präzision der Lokalisierung eines Tumors erhöht sich mit der Feldstärke. Eine Abklärung mit einem 3 Tesla MRT gehört mittlerweile zur präoperativen Routine. 7 Tesla werden hier die Genauigkeit noch weiter steigern. Die Bilder können in Zukunft den Neurochirurgen direkt ins Operationsmikroskop übertragen werden.
Was sind die Gründe für Ihre intensive Befassung mit Arthrosen?
Trattnig: Arthrosen oder degenerative Gelenkserkrankungen betreffen viele Menschen. Bisher existierten aber keine geeigneten Diagnoseverfahren. Der Grund: Die Knorpelbeläge sind nur wenige Millimeter dick und verlaufen wegen der Gelenkskörperform unregelmäßig. Moderne MRT macht nicht nur Knorpelgewebe sichtbar. Es ist auch gelungen, den Stoffwechsel und damit die Entwicklung von Knorpelgewebe darzustellen. Im Gegensatz zu anderen Gewebearten kann der menschliche Körper Knorpeldefekte nicht selbst reparieren. Eine neue Möglichkeit, Defekte zu beheben, sind Transplantationen von Knorpelzellen, aus denen neues Knorpelgewebe entsteht. Die entscheidende Frage ist allerdings, ob und wie rasch das Transplantat einwächst. Mit Hochfeld-MR kann man nicht nur abklären, wie das Knorpeltransplantat rein morphologisch aussieht. Auf molekularer Ebene lassen sich auch die Kollagenfasern und Proteoglykane sichtbar machen, die Bestandteile des Knorpelgerüsts sind. Damit kann auf biochemischer Ebene ohne Eingriff kontrolliert werden, wann ein Patient ein Gelenk wieder belasten kann, ohne das Implantat zu gefährden. Gleichzeitig lässt sich mit dieser Methode die Wirksamkeit von zahlreichen Knorpelaufbausubstanzen testen.
Wie sind die Forschungsaktivitäten in Wien organisiert?
Trattnig: In Wien wurde ein Exzellenzzentrum für Hochfeld-MR aufgebaut, wo Physiker und Radiologen zusammenarbeiten, ein Konzept, das in der weltweiten Forschungslandschaft einmalig ist. Dieses Kompetenzzentrum kann zusätzlich auf die große Klinik AKH zurückgreifen. Die Forscher werden von der klinischen Routine, die meist den Alltag der Mediziner dominiert, großteils freigespielt.
Moser: Wir verfügen neben dem 7-Tesla-MRT, der ausschließlich für die Forschung zugelassen ist, auch über ein 3-Tesla-Gerät. Damit können wir neue Erkenntnisse auch im klinischen Betrieb nützen. Unsere spezielle Konstellation erhöht die Chancen, dass die Ergebnisse der Grundlagenforschung sehr rasch den Patienten zugute kommen.
Wie lange wird es dauern, bis Ergebnisse der Forschung auf 7-Tesla-Geräten vorliegen?
Moser: Wir rechnen damit, dass wir in kurzer Zeit Studien erstellen können. Dafür bildet die Kombination von 3- und 7-Tesla-MRT eine Voraussetzung, weil die Ergebnisse verglichen werden müssen. Diese Aufgabe wird durch die räumliche Nähe und die identischen Bedienoberflächen erleichtert. Der Einschulungsaufwand für das neue Gerät ist minimal.
MR ist besonders schonend für den Patienten. Gilt das auch für hohe Feldstärken?
Trattnig: Ich habe das Gerät selbst getestet. Es ist genauso verträglich wie MRT mit geringerer Feldstärke. Das haben auch die anderen Testpersonen bestätigt. Jedoch sollte man die MR-Sicherheitsauflagen beachten.
Wie geht die Entwicklung in der Hochfeld-MR weiter?
Moser: Derzeit werden Geräte mit immer höheren Feldstärken entwickelt. Im Fokus des 2006 gestarteten deutsch-französischen Forschungsprojekts INUMAC steht der Bau des weltweit ersten 11,7-Tesla-MRT für Untersuchungen am Menschen im neuen Zentrum für bildgebende Verfahren Neurospin in Saclay bei Paris. Er soll 2011 fertig gestellt sein. Am Max-Planck-Institut in Tübingen wird ein 9,4-Tesla-Gerät zur Verfügung stehen. Es wird Stoffwechselvorgänge im Gehirn noch detaillierter darstellen.
