Es war mit Hilfe von Lasern "hyperpolarisiertes" Helium, das die Forscher des Duke University Medical Center als Kontrastmittel für ihre Aufnahmen nutzten. Das so behandelte Gas liefert ein sehr starkes MRI-Signal, verhält sich jedoch inert in Menschen und Tieren.

An der Duke University wurden bereits 1995 erste Versuche mit hyperpolarisiertem Helium durchgeführt. Damals wurde es aber nicht injiziert sondern von Patienten inhaliert. So gelang es den Wissenschaftlern, verbesserte Bilder der menschlichen Lunge zu erhalten.

Aufgrund der Erfolge wurde versucht, den Gebrauch des Gases auch auf andere Körperteile auszuweiten. Dies scheiterte jedoch daran, daß das Helium sich schlecht in Blut löst und deshalb schwierig in den Blutkreislauf einzuführen ist.

Die Lösung des Problems liegt in einer Technik, die der Ultraschallradiologie entstammt: In einer Lösung von kommerziell erhältlichem Ultraschall-Kontrastmittel wurden winzige Heliumbläschen hergestellt. Als diese Bläschen in betäubte Mäuse injiziert wurden, konnten MRI-Bilder gewonnen werden, auf denen detailliert die Arterien und Venen zu sehen waren.

G. Allan Johnson von der Duke University, der Hauptautor der Studie, führt aus, daß dieser neue Ansatz die Vorteile verschiedener bildgebender Verfahren in sich vereinigen würde. Wie die Angiographie und die konventionelle Kernspintomographie kann sie für Gefäßaufnahmen eingesetzt werden, aber auch wie die Positronenemissionstomographie (PET) zu Perfusionsstudien, also wenn überprüft werden soll, wieviel Blut innnerhalb eines Organs tatsächlich bestimmte Gewebe erreicht.

In der PET müssen radioaktive Markierungsstoffe (Tracer) eingesetzt werden, um den Blutfluß verfolgen zu können – der Patient ist also einer radioaktiven Strahlung ausgesetzt. Außerdem sind die Auflösungen der Ergebnisse häufig sehr gering. Ein zusätzliches Problem ergibt sich dadurch , daß die Tracer stundenlang im Körper des Patienten verbleiben und dort zirkulieren. Dadurch wird die Genauigkeit der Messung gestört. Die neue Methode hat dagegen den Vorteil, daß die Heliumbläschen zerstört werden, sobald sie in das Feld des MRI-Magneten geraten.

Auch einer der großen Schwierigkeiten bei konventionellen MRI-Aufnahmen kann aus dem Wege gegangen werden. Die bei der Kernspinresonanztomographie eingesetzten Scanner messen die Protonen des Wassers. Wasser aber findet sich fast überall im Körper. Helium dagegen kommt nicht vor – und so kann das MRI-Signal ohne Hintergrundrauschen aufgefangen werden.

Die in der neuen Methode genutzten Mikrobläschen unterscheiden sich von größeren Luftbläschen, die Embolien oder Blockaden von Arterien verursachen können: Ihre Größe liegt zwischen 3 und 30 Mikrometer. Rote Blutkörchen sind 5 bis 8 Mikrometer groß. Die winzigen Heliumbläschen zirkulieren gemeinsam mit den Blutkörperchen im Blutkreislauf, bis sie zur Lunge gelangen, wo das Helium ausgeatmet wird und die Bläschen zerfallen.

Jetzt müssen die Wissenschaftler zunächst sicherstellen, daß tatsächlich keine gesundheitlichen Schäden durch den Einsatz der neuen Methode verursacht werden können.