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Bild der Woche

MRT-Mütze aus Metamaterial

MRT-Helm
MRT-Helm aus Meta-Strukturen. © Cydney Scott/ Boston University

Diese Konstruktion sieht vielleicht wie ein Kinderspielzeug oder ein neuartiger Fahrradhelm aus. Tatsächlich hilft sie aber dabei, MRT-Hirnscans schärfer, schneller und günstiger zu machen.

Metamaterialien sind aus der heutigen Wissenschaft nicht mehr wegzudenken. Unter anderem helfen sie dabei, Schall oder elektromagnetische Wellen zu manipulieren. Die Metamaterialien bestehen dafür aus vielen kleinen Elementen, die für sich allein recht unspektakulär sind. Erst durch die Kombination dieser Mikrostrukturen und eine spezielle Anordnung erhalten sie ihre besonderen Eigenschaften.

Ein Team um Ke Wu von der Boston University sah in einer solchen Struktur nun die Möglichkeit, das Ergebnis einer Magnetresonanztomographie (MRT) zu verbessern. Sie nutzen dafür eine Komposition aus einzelnen Kupferspulen, die über 3D-gedruckte Elemente miteinander verbunden sind. Das besondere hierbei: Der Abstand der Spulen kann über Stellschrauben flexibel variiert werden. So kann das System an die Resonanzfrequenz des MRTs angepasst werden, da diese mit der variabel genutzten Wellenlänge des Geräts zusammenhängt.

Um dies zu erreichen, entwickelten Ke Wu und sein Team die Struktur erst in einer flachen Anordnung. Nun haben sie aus dieser einen tragbaren Helm geformt. Dieser soll bei Hirnscans eingesetzt werden und dabei die elektromagnetischen Wellen gezielt verstärken. Nach ersten Messungen der Forscher scheint dies auch zu gelingen: In ihren Tests konnten sie das Rauschen des MRT-Ergebnisses durch den Meta-Helm um den Faktor 4,5 verringern.

Die Verstärkung der Messwellen führte laut den Wissenschaftlern außerdem dazu, dass der Scan deutlich schneller abgeschlossen war. Die Meta-Struktur könnte Ärzten und Radiologen deshalb dabei helfen, nicht nur genauer, sondern auch kosteneffizienter zu arbeiten. Wus Team glaubt, dass die Technologie vor allem auch in Entwicklungsländern eine große Hilfe sein kann, da hier oft veraltete oder günstigere MRT-Modelle eingesetzt werden. Durch die Meta-Struktur könnten diese aber trotzdem ein qualitativ hochwertiges Bild liefern.

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