Mensch und Umwelt

Chance Metamaterial: Beispiel Magnetresonanztomographie

Materialien mit nahezu beliebigen Eigenschaften entwickeln – auch solche, die in der Natur nicht vorkommen? Metamaterialien ermöglichen genau dies und eröffnen damit ein breites Anwendungsfeld. Dabei handelt es sich nicht um Materialien im üblichen Sinne, sondern um künstliche Gebilde, die mit einer speziellen Strukturierung versehen sind.

© Fraunhofer FHR
Die innovative Mantelstromsperre ermöglicht die Verwendung anderer diagnostischer Mittel unter den extremen Bedingungen im MRT.
© Fraunhofer MEVIS
Bei Experimenten mit der Metamaterial-Platte in einem Magnetresonanztomographen wurde eine Steigerung der Messempfindlichkeit um einen Faktor von bis zu fünf ermittelt.

Magnetresonanztomographie: Fünffach bessere Messempfindlichkeit
Wozu sich die Metamaterialien nutzen lassen, zeigt unter anderem das Projekt „Meta RF“ des Fraunhofer MEVIS und des Fraunhofer FHR. In diesem wurden Metamaterialien entwickelt, die während der Untersuchung auf die zu untersuchende Stelle des Körpers aufgelegt werden sollen und die Messeffizienz der Magnetresonanztomographie (MRT) deutlich verbessern: Werden im MRT-Gerät fest verbaute Spulen verwendet, ist eine Verfünffachung des gemessenen Signals möglich. Auf den Bildern lassen sich feine Strukturen somit deutlich besser erkennen.

Kombination von MRT und anderen Diagnosegeräten
Auch bei anderen Herausforderungen rund um die Magnetresonanztomographie MRT können Metamaterialien Abhilfe schaffen. So lassen sich MRT und andere Diagnosemethoden bisher nicht gut kombinieren, da die starken Hochfrequenzfelder im MRT Mantelströme auf den Kabeln der Zusatzgeräte induzieren. Das Fraunhofer FHR hat nun erstmals MRT-fähige, kompakte Mantelstromsperren entwickelt. Diese sind leicht, biegsam, wiederverwendbar, rekonfigurierbar und einfach anzuwenden. Die Metamaterialien wurden so entworfen, dass sie bei der Frequenz des MRT resonieren und verhindern, dass sich Wellen auf dem Kabel ausbreiten.

Metamaterialien: Passgenau entwickelt

Die Einsatzmöglichkeiten von Metamaterialien sind keineswegs auf den medizinischen Bereich beschränkt. Vielmehr bieten sie bei zahlreichen verschiedenen Fragestellungen interessante Möglichkeiten. Die Forscherteams am Fraunhofer FHR stehen Ihnen bei der Entwicklung passgenauer Metamaterialien mit umfassendem Know-how zur Seite, auch modernes Messequipment steht am Fraunhofer FHR zur Verfügung.