Consumer Electronics Show in Las Vegas

Ein Mini-MRT für die Praxis

Auf der Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas erregte ein verkleinertes, transportables MRT-Gerät Aufsehen. Die Idee: Nicht der Patient kommt zum MRT, sondern das Gerät kommt zum Patienten. Das wäre auch in Zahnarztpraxen möglich. Theoretisch .

Das fahrbare MRT der US-Firma Hyperfine ist von der Größe eines kleineren Kühlschranks und läuft mit Strom aus der Steckdose. Es erzeugt ein schwaches Magnetfeld von 64 mTesla für eine Basis-Hirndiagnostik. Herkömmliche MRT-Geräte erzeugen Felder von ein bis drei Tesla. Nach etwa fünf Minuten haben Ärzte die Scans auf einem Endgerät, zum Beispiel einem iPad, verfügbar.

Bildqualität und Signal-Rausch-Verhältnis

Das Signal-Rausch-Verhältnis ist das Verhältnis von der Güte der Signalübertragung zur Überlagerung durch Bildrauschen. Bildrauschen bei MRT-Scans können zum Beispiel aufgrund von Feldinhomogenitäten oder der Bewegung des Probanden entstehen, wie zum Beispiel bei Atem- oder Herzbewegungen. Ein gewisses Rauschen ist also immer gegeben. Ist das Signal-Rausch-Verhältnis hoch, sind die Bildqualität und die räumliche Detailauflösung gut. Voraussetzung dafür sind hohe Magnetfeldstärken.

Das transportable MRT ist für Fälle gedacht, in denen Patienten zu krank sind, um selbst zum Arzt beziehungsweise ins Krankenhaus zu kommen, um ein MRT anfertigen zu lassen oder um Ärzten in der Notaufnahme schnell Gewissheit bei Verdacht auf einen Schlaganfall zu liefern. Nicht zuletzt könnte es in Ländern oder Gebieten angewendet werden, in denen ein MRT kaum zugänglich ist.

Für den zahnmedizinischen Bereich wäre jedoch nicht so sehr die Mobilität, sondern eher der Preis interessant: Herstellerseitig sind Preise unterhalb von 100.000 Dollar im Gespräch und damit läge das Gerät schon nahe am für eine größere Zahnarztpraxis erschwinglichen Bereich. Gerade in der Kieferorthopädie sind die Patienten jung und die Belastung mit ionisierender Strahlung spielt eine wichtige Rolle.

Ein Mini-MRT für die Zahnarztpraxis?

Könnte ein solches MRT-Gerät in Zukunft dort die Bildgebung ganz ohne schädliche Röntgenstrahlen übernehmen? Wir baten Prof. Dr. med. dent. Ralf Schulze, Sektionsleiter der zahnärztlichen Radiologie an der Universitätsmedizin Mainz, um eine Einordnung der neuen Technik für die Zahnheilkunde.

Bei der CES wurde ein portables und vergleichsweise preisgünstiges MRT-Gerät vorgestellt. Was halten Sie von einem solchen Gerät im Hinblick auf die Zahnheilkunde?

Prof. Ralf Schulze: Ein MRT kann grundsätzlich Weichgewebe besser darstellen als Knochen. Zähne und Knochen werden nur indirekt detektiert, denn vom kortikalen Knochen direkt geht kein Signal aus. Die Signale kommen von Wasserstoffatomkernen, die in Form von Wasser vor allem im Weichgewebe vorkommen. Daher sind Weichgewebe auf MRT-Schnittbildern besser zu diagnostizieren. Bei dem vorgestellten Gerät dürften aufgrund der technischen Parameter nur Bilder mit einem relativ schlechten Signal-Rausch-Verhältnis zu erhalten sein (siehe Infokasten).

Für die Bildgebung des Gehirns kann das ausreichen, aber für eine gute Darstellung von Knochen und Zähnen wird das nicht reichen. Solche Strukturen mit einem portablen Gerät mit niedrigen Magnetfeldstärken darzustellen wird sehr schwierig.

Mir sind für die MRT-Bildgebung in der Zahnheilkunde zum Beispiel bei kieferorthopädischen Planungen Magnetfeldstärken von mindestens 2 bis 3 Tesla geläufig. Dagegen sind 64 mTesla fast nichts. Um hohe Magnetfeldstärken und ein homogenes Magnetfeld zu erzeugen, braucht es eigentlich einen röhrenförmigen Aufbau.

Das vorgestellte fahrbare MRT-Gerät ist im Prinzip offen mit permanenten Magneten oberhalb und unterhalb des Kopfs und dürfte daher für die typischen Anforderungen der MRT-Bildgebung im zahnmedizinischen Bereich eher nicht geeignet sein.

Die Strukturen, die in der Zahnmedizin häufig Beachtung finden, sind ja nun mal Knochen und Zähne. Ist dafür die röntgenologische Bildgebung nach wie vor das beste?

Schulze: So ganz apodiktisch würde ich das nicht sagen. Man muss sehen, dass zum Beispiel in der Kieferorthopädie oft große Abbildungsgrößen nötig sind, wenn fast der ganze Gesichtsschädel aufgenommen werden soll. Für diese Bildgebung sind DVTs und mehr noch CTs sehr dosisintensiv und kaum zu rechtfertigen. Das Interesse an MRT-Aufnahmen ist in der Kieferorthopädie groß. Das Problem sind die Kosten aufgrund der aufwendigen Technik, die in einem herkömmlichen MRT steckt, und seines recht hohen Energieverbrauchs.

Für welche kieferorthopädischen Fragestellungen könnten Sie sich die Anwendung eines MRTs vorstellen?

Schulze: Zum Beispiel könnte ein Schädelmodell mittels MRT erstellt werden. Damit kann der Kieferorthopäde dem Patienten visualisieren, was in seinem Fall gemacht werden kann. Auch ein Planungsmodell für eine kieferorthopädisch-chirurgische Umstellungsosteotomie ist mit einem MRT im Prinzip machbar.

Andreas Detterbeck hat 2016 mit seiner Arbeitsgruppe die Eignung eines MRT gegen verschiedene CT-Technologien in kieferorthopädischen Anwendungen verglichen [Detterbeck et al., 2016]. Es handelte sich um eine experimentelle Studie – den Vergleich von Zahnkeim-Scans an Schweineköpfen. Insgesamt war die Bildgebungsleistung eines Standard MRT-Geräts nicht schlechter als die Leistung der drei CT-Technologien. In der MRT-Anwendung für den KFO-Bereich steckt also durchaus ein großes Zukunfts-Potential.

Was braucht man für einen MRT-Einsatz in der Zahnheilkunde außer eine höhere Magnetfeldstärke?

Schulze: An besseren Supraleitern wird geforscht, vielleicht lassen sich damit in der Zukunft mit weniger Energie ähnlich starke Magnetfelder erzeugen. Mit der Bauweise des fahrbaren MRT-Geräts ist das allerdings meiner Meinung nach kaum möglich. Ein gangbarer Weg könnte der der Freiburger Arbeitsgruppe um Ute Ludwig sein, die drahtlose, intraorale Spulen konstruiert und diese mit einem herkömmlichen MRT angesteuert haben [Ludwig et al., 2016]. So haben sie sehr gute Aufnahmen vom Alveolarkamm sogar auch in vivo erzeugt. Diese Dinge sind in der Entwicklung, jedoch wird hierfür derzeit ein reguläres MRT mit vollem Leistungsspektrum benötigt. Mit flexiblen Spulen erweitern sich die Einsatzmöglichkeiten, dennoch sehe ich ein solches Verfahren derzeit nicht in der Zahnarztpraxis, sondern aufgrund der Kosten eher an einer Klinik.

Ein letzter wichtiger Punkt ist, dass MRT-Signale auch vom Behandler gelesen werden müssen. Zahnärzte lernen im Studium nicht, MRT-Bilder auszuwerten, was aufgrund der vielen möglichen, unterschiedlichen Sequenzen einen recht komplizierten Prozess darstellt. Hier wäre erst einmal nötig, dass sich Zahnärzte noch eine spezielle Fachkunde aneignen, die bisher so in der Facharztausbildung zum Radiologen gegeben ist. Der Weg wird also eher sein, dass irgendwo ein MRT steht, das flexibel auch für die zahnärztliche Diagnostik einsetzbar ist.

Literatur

Detterbeck A, Hofmeister M, Hofmann E, Haddad D, Weber D, Hölzing A, Zabler S, Schmid M, Hiller KH, Jakob P, Engel J, Hiller J, Hirschfelder U.: MRI vs. CT for orthodontic applications: comparison of two MRI protocols and three CT (multislice, cone-beam, industrial) technologies. J Orofac Orthop. 2016 Jul; 77(4): 251-61. doi: 10.1007/s00056-016-0028-2. Epub 2016 Apr 20.

Ute Ludwig, Anne-Katrin Eisenbeiss, Christian Scheifele, Katja Nelson, Michael Bock, Jürgen Hennig, Dominik von Elverfeldt, Olga Herdt, Tabea Flügge and Jan-Bernd Hövener: Dental MRI using wireless intraoral coils; Sci Rep. Mar 29, 2016; 6: 23301; doi: 10.1038/srep23301

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