Mit extrem starken Magneten stoßen MRT-Geräte bei der räumlichen Auflösung in Regionen vor, die sonst Lichtmikroskopen vorbehalten sind. Am Beispiel von Augentumoren haben Radiologen und weitere Naturwissenschaftler aus Greifswald und Rostock jetzt gezeigt, dass die MR-Mikroskopie genauso viel über Aussehen und Wachstumsverhalten von Tumoren aussagen kann wie die konventionelle Histologie.

Normale Magnetresonanztomografen (MRT) in Krankenhäusern arbeiten mit Feldstärken von 1,5 bis 3 Tesla. Doch in der radiologischen Forschung sind mittlerweile längst MRT-Geräte im Einsatz, die mit Feldstärken von 7,1 Tesla, teilweise auch 9,4 Tesla arbeiten. Fachleute sprechen in diesem Zusammenhang von „Ultra-Hochfeld-MRT“.

Je stärker das Magnetfeld, desto besser ist die räumliche Auflösung. Im Ultra-Hochfeld-Bereich können heute Auflösungen erreicht werden, die bei 40 Mikrometern und darunter liegen. Wird die Schichtdicke entsprechend dünn gewählt, dann sieht der Radiologe in solchen Situationen Bilder, wie Ärzte sie sonst nur bei der Aufarbeitung von Gewebeschnitten unter dem Mikroskop zu Gesicht bekommen: Zellen und winzige Blutgefäße sind bei dieser „MR-Mikroskopie“ plötzlich sichtbar, ohne dass dafür ein Stück Gewebe hätte entfernt werden müssen.

Übereinstimmung mit der Histologie in allen Fällen

Wie leistungsfähig die MR-Mikroskopie heute schon ist, haben Paul-Christian Krüger und Kollegen vom Institut für Diagnostische Radiologie und Neuroradiologie (Lehrstuhl Professor Dr. Norbert Hosten) der Universitätsmedizin Greifswald gezeigt. In einer Studie haben sie in Kooperation mit der Augenklinik der Universität Rostock (Prof. Dr. Rudolf F. Guthoff) mittels MR-Mikroskopie zehn Augen von Patienten untersucht, bei denen wegen unterschiedlicher bösartiger Augentumore das Auge entfernt werden musste. Die Ergebnisse wurden dann mit den Resultaten der histologischen Aufarbeitung (Institut für Pathologie der Universität Rostock) der jeweiligen Augentumoren verglichen.

Die MR-Mikroskopie erlaubt die Darstellung von Auge und umgebendem Fettgewebe. „Damit können wir Aussagen darüber treffen, ob ein Tumor in das umliegende Gewebe einwächst oder nicht. Und das kann therapieentscheidend sein“, so Krüger.

Dass das tatsächlich funktioniert, konnten die Wissenschaftler in ihrer Studie belegen, die beim Deutschen Röntgenkongress 2012 vorgestellt wird. „Die histologische Aufarbeitung der Tumoren ergab in allen Fällen vergleichbare Resultate wie die MR-Mikroskopie. Bei zwei Tumoren zeigte beispielsweise die Histologie ein Einwachsen des Tumors in das umgebende Gewebe. Und beide Male hatten wir das bereits vorher in der MR-Mikroskopie diagnostiziert“, so Krüger.

Geeignete Spulen sind in Entwicklung

Im nächsten Schritt wird es jetzt darum gehen, das Verfahren in der klinischen Routine zu etablieren. Dazu ist noch einige Arbeit nötig. Die präsentierte Studie wurde mit einem für die experimentelle Forschung gedachten 7,1-Tesla-MRT-Gerät durchgeführt. „Wir machen derzeit erste Untersuchungen bei Patienten und kooperieren dazu mit einer Einrichtung, die über ein für Patienten geeignetes 7,1-Tesla-Gerät verfügt“, so Krüger. Ein wichtiger Schritt hin auf dem Weg in die klinische Routine ist die Entwicklung eigener Oberflächenspulen, die für ein optimales Magnetfeld sorgen. Bisher wird die MR-Mikroskopie mit Spulen durchgeführt, die eigentlich für die Darstellung des Kopfes gedacht sind.

Oberflächenspulen liefern bessere Bilder, sofern Wege gefunden werden, Kopf- und Augenbewegungen möglichst auszuschalten. Auch müssen die MR-Sequenzen noch deutlich kürzer werden. Krüger hält diese Probleme allerdings für lösbar. Er denkt auch schon über andere Einsatzszenarien für die MR-Mikroskopie nach. Kleine Gelenke, der Kniegelenksknorpel oder auch das Innenohr lassen sich mit der neuen Technologie ausgesprochen detailliert darstellen. „Grundsätzlich ist die MR-Mikroskopie für alle Strukturen geeignet, bei denen relativ nah an der Körperoberfläche eine hohe Auflösung benötigt wird“, so Krüger.

Mit extrem starken Magneten stoßen MRT-Geräte bei der räumlichen Auflösung in Regionen vor, die sonst Lichtmikroskopen vorbehalten sind. Am Beispiel von Augentumoren haben Radiologen und weitere Naturwissenschaftler aus Greifswald und Rostock jetzt gezeigt, dass die MR-Mikroskopie genauso viel über Aussehen und Wachstumsverhalten von Tumoren aussagen kann wie die konventionelle Histologie.

Normale Magnetresonanztomografen (MRT) in Krankenhäusern arbeiten mit Feldstärken von 1,5 bis 3 Tesla. Doch in der radiologischen Forschung sind mittlerweile längst MRT-Geräte im Einsatz, die mit Feldstärken von 7,1 Tesla, teilweise auch 9,4 Tesla arbeiten. Fachleute sprechen in diesem Zusammenhang von „Ultra-Hochfeld-MRT“.

Je stärker das Magnetfeld, desto besser ist die räumliche Auflösung. Im Ultra-Hochfeld-Bereich können heute Auflösungen erreicht werden, die bei 40 Mikrometern und darunter liegen. Wird die Schichtdicke entsprechend dünn gewählt, dann sieht der Radiologe in solchen Situationen Bilder, wie Ärzte sie sonst nur bei der Aufarbeitung von Gewebeschnitten unter dem Mikroskop zu Gesicht bekommen: Zellen und winzige Blutgefäße sind bei dieser „MR-Mikroskopie“ plötzlich sichtbar, ohne dass dafür ein Stück Gewebe hätte entfernt werden müssen.

Übereinstimmung mit der Histologie in allen Fällen

Wie leistungsfähig die MR-Mikroskopie heute schon ist, haben Paul-Christian Krüger und Kollegen vom Institut für Diagnostische Radiologie und Neuroradiologie (Lehrstuhl Professor Dr. Norbert Hosten) der Universitätsmedizin Greifswald gezeigt. In einer Studie haben sie in Kooperation mit der Augenklinik der Universität Rostock (Prof. Dr. Rudolf F. Guthoff) mittels MR-Mikroskopie zehn Augen von Patienten untersucht, bei denen wegen unterschiedlicher bösartiger Augentumore das Auge entfernt werden musste. Die Ergebnisse wurden dann mit den Resultaten der histologischen Aufarbeitung (Institut für Pathologie der Universität Rostock) der jeweiligen Augentumoren verglichen.

Die MR-Mikroskopie erlaubt die Darstellung von Auge und umgebendem Fettgewebe. „Damit können wir Aussagen darüber treffen, ob ein Tumor in das umliegende Gewebe einwächst oder nicht. Und das kann therapieentscheidend sein“, so Krüger.

Dass das tatsächlich funktioniert, konnten die Wissenschaftler in ihrer Studie belegen, die beim Deutschen Röntgenkongress 2012 vorgestellt wird. „Die histologische Aufarbeitung der Tumoren ergab in allen Fällen vergleichbare Resultate wie die MR-Mikroskopie. Bei zwei Tumoren zeigte beispielsweise die Histologie ein Einwachsen des Tumors in das umgebende Gewebe. Und beide Male hatten wir das bereits vorher in der MR-Mikroskopie diagnostiziert“, so Krüger.

Geeignete Spulen sind in Entwicklung

Im nächsten Schritt wird es jetzt darum gehen, das Verfahren in der klinischen Routine zu etablieren. Dazu ist noch einige Arbeit nötig. Die präsentierte Studie wurde mit einem für die experimentelle Forschung gedachten 7,1-Tesla-MRT-Gerät durchgeführt. „Wir machen derzeit erste Untersuchungen bei Patienten und kooperieren dazu mit einer Einrichtung, die über ein für Patienten geeignetes 7,1-Tesla-Gerät verfügt“, so Krüger. Ein wichtiger Schritt hin auf dem Weg in die klinische Routine ist die Entwicklung eigener Oberflächenspulen, die für ein optimales Magnetfeld sorgen. Bisher wird die MR-Mikroskopie mit Spulen durchgeführt, die eigentlich für die Darstellung des Kopfes gedacht sind.

Oberflächenspulen liefern bessere Bilder, sofern Wege gefunden werden, Kopf- und Augenbewegungen möglichst auszuschalten. Auch müssen die MR-Sequenzen noch deutlich kürzer werden. Krüger hält diese Probleme allerdings für lösbar. Er denkt auch schon über andere Einsatzszenarien für die MR-Mikroskopie nach. Kleine Gelenke, der Kniegelenksknorpel oder auch das Innenohr lassen sich mit der neuen Technologie ausgesprochen detailliert darstellen. „Grundsätzlich ist die MR-Mikroskopie für alle Strukturen geeignet, bei denen relativ nah an der Körperoberfläche eine hohe Auflösung benötigt wird“, so Krüger.