Die Magnetresonanztomografie (MRT) nutzt den Kernspin der Wasserprotonen, die im Organismus in großen Mengen vorhanden sind, um Abbildungen von Geweben mit hoher Auflösung zu erzielen. Durch geschickte Auswahl der Parameter der sogenannten MR-Messsequenzen ist es jedoch auch möglich, biochemische Substanzen aufgrund der in ihnen gebundenen Protonen zu unterscheiden und sogar ortsaufgelöst zu quantifizieren. Diese Messtechnik, die MR-Spektroskopie (MRS), wird zum Beispiel eingesetzt, um quantitative Informationen über Metaboliten im menschlichen Gehirn, etwa Neurotransmitter und Aminosäuren, zu erhalten. Sie profitiert von den zunehmend verwendeten hohen und ultrahohen Magnetfeldstärken (≥ 3 Tesla). Da allerdings wegen der niedrigen Konzentrationen der Metaboliten die Signalstärken bei der MRS bis zu 10 000-mal geringer sind als bei der MRT, sind die Anforderungen an die spektrale Auflösung und die Signalqualität der Messverfahren für die Quantifizierung von Metaboliten außerordentlich hoch.
Eine neue Methode, die diese Kriterien erfüllt, ist die sogenannte spin echo full intensity acquired localized (SPECIAL)Technik, mit der MRS-Signale relativ empfindlich gemessen werden können. Dass sie genaue Daten über Metaboliten in einzelnen Volumenelementen (Voxeln) des Gehirns liefern kann, hat sich bereits in Studien mit MR-Scannern bei den Feld-stärken 3 T und 7 T gezeigt. Für viele Anwendungen benötigt man aber Daten aus mehreren Voxeln, etwa um die Verteilung von Metaboliten in größeren Gehirnarealen zu erhalten.
Am 3-Tesla-Tomografen der PTB wurden nun die kurzen Echozeiten der SPECIAL-Methode mit der Ortsselektion der magnetresonanzspektroskopischen Bildgebung (MRSI) kombiniert. Mit dieser Kombination wurde es möglich, verschiedene Metaboliten in mehreren Voxeln einer frei selektierbaren Hirnregion nachzuweisen. Bei gesunden Probanden wurden mit einer Echozeit von 6,6 Millisekunden artefaktfreie Spektren mit hohem SignalRausch-Verhältnis aufgenommen. Daraus konnten die Konzentrationen von acht Metaboliten verlässlich in allen Voxeln bestimmt werden; für einzelne Voxel wurden sogar 14 Metaboliten zuverlässig quantifiziert. Der breiten klinischen Anwendung steht allerdings noch die lange Messdauer (34 Minuten für einen spektralen Datensatz) entgegen, an deren Verringerung zurzeit gearbeitet wird.
ralf.mekle