Physiker, Mediziner und Patienten sprechen oft nicht dieselbe Sprache, besonders, wenn es um die Anforderungen und Vorteile von tollen Medizingeräten geht. Mir als Physiker ist selbstverständlich klar, dass ein MRT so eng wie möglich sein muss, damit der Patient gerade noch so hineinpasst… ist doch logisch, oder?

Das sehen die Patienten oftmals anders und die lieben Mediziner haben dann auch noch eine dritte Meinung. Da ich aktuell irgendwie alles drei in einer Person bin, möchte ich mir mal die Zeit nehmen meine neu gewonnen Erkenntnis zusammen zu fassen. Dabei basiert mein persönlicher Aha-Moment allerdings nicht direkt auf persönlicher Erfahrung, sondern auf einem Gespräch mit einer medizinischen Mitarbeiterin, die folgendes Problem hatte: Sie ist beruflich in der Medizin tätig und es somit durch täglichen Umgang gewöhnt, dass Patienten schnell ins MRT rein und raus müssen, um einen gewissen Durchsatz zu gewährleisten und gleichzeitig schön still liegen sollen, damit die Bilder eine gute Qualität bekommen und die Untersuchung schnell vorüber ist. Nun ist sie selber aufgrund eines Bandscheibenvorfalls Patientin und hat sehr viele Probleme sich in die enge Röhre stecken zu lassen. Sie bekommt Angst und Panik und muss all Ihre Konzentration zusammen nehmen, um eine Behandlung über sich ergehen zu lassen und dabei das – an sich selbst gestellte – Ziel (“sei ein umgänglicher Patient”) zu erfüllen.

Daher kommt nun ihre Frage an den Physiker, der sich auch mal mit dem Bau solcher Geräte beschäftigt. Wieso baut ihr die nicht einfach größer und offener, damit die Patienten nicht so viel Angst haben? Tja, die erste Antwort darauf ist natürlich, weil den Physikern (bzw. Medizin Ingenieuren) die Angst der Patienten vollkommen egal ist. Die zweite Antwort (nachdem man ihnen erklärt hat, dass sowas doch wichtig ist) ist dann eben technischer Natur. Beim MRT ist die Bildqualität linear von der Magnetfeldstärke abhängig und diese ist um so größer (und homogener) je kleiner die Spule bzw. Röhre ist. Beim CT will ich die Distanz zwischen Röntgenquelle und Detektor möglichst klein halten, um die Streustrahlung zu begrenzen und ebenfalls ein sauberes Bild zu bekommen. Für den Physiker stehen Patientenkomfort und Bildqualität also direkt diametral gegenüber.

Medgeraete_Dreieck

Ein medizinisches Gerät kann ich immer nur auf eine Kombination aus Parametern optimieren und ein Optimum in einer Disziplin bedeutet oft einen Nachteil, in einer anderen.

Ok, das ist jetzt nichts Neues, aber doch sehr wichtig. Ganz konkret verhindert dieses Dilemma, dass die Medizin im Allgemeinen nicht die besten Behandlungen bietet, die technisch möglich sind… und das nur wegen solch fimschiger Einwände wie “Patientenkomfort”. Bei den Schwerionentherapien zur Bekämpfung von Krebs, die ich hier schon mal des öfteren vorgestellt hatte, könnte man den Krebs super bekämpfen, indem man den Patienten in ein Schwerionen-Zentrum oder einen Forschungsreaktor bringt, ihn dort auf einer Trage festschnallt und durch den Strahl eines Experimentes bewegt. Um den Tumor genau zu treffen würde man den Menschen noch fixieren müssen, aber zur Not kann man ihn ja auch einfach sedieren. So eine Behandlung wäre das Effektivste, was möglich ist…. scheitert aber schon daran, die Mediziner in die Experimentalhalle reinzubekommen, geschweige denn die Patienten.

Experimentierhalle in einem Forschungsreaktor. Wer könnte vorstellen hier einen Patienten zu behandeln?

Experimentierhalle in einem Forschungsreaktor. Wer könnte sich vorstellen in dem Chaos einen Patienten zu behandeln?

Ok, Ok von Zeit zu Zeit findet sich mal eine wagemutige Patient-Mediziner-Physiker-Kombination zusammen. Dann entsteht so ein Fall, wie der, bei dem dem Patient die (Krebs)Leber entnommen, in einen Forschungsreaktor zur Bestrahlung gesteckt und nachher wieder eingesetzt wurde. Aber das ist halt die absolute Ausnahme. In der Regel wird die allgemeine Behandlung weit hinter den technischen Möglichkeiten zurückbleiben, was die meisten Physiker in ihrem Optimierungswahn natürlich schon als persönliche Beleidigung empfinden.

Manchmal sieht richtige Physik eher aus wie Archäologie

So sieht es in einem High-Tech Teilchenbeschleuniger aus. Auch kein Ort für eine medizinischen Behandlung, oder doch?

Natürlich hat die Medizinindustrie ihre eigenen Antworten auf diese Problematik und so gibt es offene MRT Geräte mit Helmholtzspulen und Pferde CT Geräte. Außerdem baut man schöne kleine Teilchenbeschleuniger in schöne weiße Räume im Keller von Krankenhäusern, um damit Protonentherapie zu machen. Aber so schöne abgerundete medizinische Anwendungen kommen immer erst Jahrzehnte, nachdem die Technik überhaupt möglich wurde.

Vielleicht sollten sich Patienten und Physiker öfter mal zusammen setzen und wilde neue Dinge ausprobieren. Sowohl die Patienten als auch die Physiker haben Motivation genug, auch mal wagemutig zu sein und zu experimentieren… jetzt muss man nur noch einen Medizinier finden, der den Spaß auch mitmacht.

Kommentare (11)

  1. #1 roel
    8. Juni 2018

    @Tobias Cronert Irgendwie sind die Beiträge etwas durcheinander, macht aber nichts.

    Ich hatte mich auch gefragt, als ich Bekanntschaft mit diesen Gerätschaften gemacht hatte, warum sind die so eng und so laut. Ich habe keine Platzangst, aber ich fühlte mich so eingezwängt und unwohl, dass mein sonst sehr gutes Zeitgefühl mir eine Verweildauer von 1 Stunde vorgaukelte.

  2. #2 Tobias Cronert
    8. Juni 2018

    Naja es gibt halt diese offenen MRT Geräte, wo man nur auf beiden Seiten (bzw. oben und unten) eine Helmholtz-Spule hat und ansonsten alles frei ist, aber die haben halt ein schwächeres Magnetfeld und damit ein schlechteres Bild. Aber im Zweifelsfall ist ein schlechteres Bild halt besser als gar keines.

    https://www.google.de/search?q=offene+MRT&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwj9n6atysPbAhWJCcAKHQjTCYcQ_AUICigB&biw=1368&bih=641

    An der Geräuschkulisse wird auch sehr schwer gearbeitet, aber das ist auch nahezu unvermeidbar, weil technische Notwendigkeit.

  3. #3 Daniel Dröge
    Bremen
    8. Juni 2018

    Warum liegt denn da so viel Beton rum? (letztes Bild)

  4. #4 Tobias Cronert
    8. Juni 2018

    Weil die Kernphysiker gerade ein Loch in die Abschirmwand zu ihrem Zyklotron für uns gebohrt haben, damit wir da direkt den Deuteronenstrahl von anzapfen können.

    http://scienceblogs.de/nucular/2017/10/09/welche-teilchen-haettens-denn-jerne-die-deuteronen-waeren-jrad-im-anjebot/

  5. #5 Alderamin
    8. Juni 2018

    @Tobias

    Mehr als das Bein musste ich zum Glück bisher nicht in so eine Röhre legen.

    Werde aber nie vergessen, wie ich mit meinem alten Ericsson T28-Handy in der Tasche im FZ Jülich den Tomographen besichtigt habe, aus mehreren Metern Abstand. Man führte die Stärke des Feldes mit einer Stahlkette vor, die waagerecht in der Luft hing.

    Nach dem Verlassen der Halle fand ich das Telefonbuch geleert vor! War zum Glück noch alles auf der SIM-Karte. Gute alte Zeit.

    Und dann war da noch der hier… 😉

  6. #6 gedankenknick
    8. Juni 2018

    Wieso sind MRT und CT-Geräte immer so eng?
    Die Regel, dass die Strahlungs- / Feldintensität mit der Entfernung im Quadrat abnimmt, dürfte ja auch für CT und MRT gelten. Dies würde bedeuten: Röhre doppelt so groß -> Fehler im Bild mind. 4x so groß. Jetzt könnte man dem Patienten natürlich vorschlagen, dass man einfach 8 bis 16 mal so viele Aufnahmen macht (bei um diesen Faktor erhöhte Aufenthaltszeit im Gerät), um diese Bilder zu verrechnen und damit wieder auf eine sinnvolle Aufnahme zu kommen. Ob dies die Untersuchung wirklich angenehmer macht?

    Sowohl die Patienten als auch die Physiker haben Motivation genug, auch mal wagemutig zu sein und zu experimentieren… jetzt muss man nur noch einen Medizinier finden, der den Spaß auch mitmacht.
    Die meisten Mediziner sind aber weniger wagemutig als meist behandlungs-erz-konservativ. Und das ist – aufs Patientenwohl bezogen – auch durchaus gut so. Dazu ist zu bemerken, dass die Beschwerden über Behandlungsfehler im letzten Jahr eher rückläufig waren, sagt die gKV. Auch dies finde ich durch positiv.

    Anderes Beispiel, wenn Mediziner zu euphorisch sind, und sonst auch noch einiges schief geht: BIA 10-2474 galt als einer DER Hoffnungsträger der Arzneimittelindustrie, als bei einer Phase-1-Studie (Test und gesunden Probanden) von 6 Probanden einer starb und 4 schwerst geschädigt wurden. https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/66374/BIA-10-2474-Zwischenfaelle-in-Phase-1-Studie-durch-Wirkstoff-verursacht Vorherige Tierexperiemente zeigten keines der beschriebenen Probleme. Irgendwo (ich finde die Quelle gerade nicht) hatte ich später gelesen, dass es an der AUSWAHL der Test-Tierspezies lag (andere Enzymausstattung, wäre wohl bekannt gewesen), und dass man (hinterher) die auftretenden Probleme nicht nur erklären konnte, sondern auch hätte vorhersagen können. Nur hinterher hat man es viel zu oft immer schon vorher gewußt. Und das ist das Problem, warum Mediziner lieber konservativ sind, denn Fehler dürften – wenn überhaupt – lieber andere mit anderen Patienten machen; aber man selber mit seinen eigenen Patienten lieber nicht. Und am besten überhaupt keiner mit keinem Patienten. 😉

  7. #7 gedankenknick
    8. Juni 2018

    Warum liegt denn da so viel Beton rum? – Weil die Kernphysiker gerade ein Loch in die Abschirmwand zu ihrem Zyklotron für uns gebohrt haben, damit wir da direkt…
    …”die Mediziner in die Experimentalhalle rein[..]bekommen”. 😛

  8. #8 Tobias Cronert
    8. Juni 2018

    CT = Röntgen geht im Abstandsquadrat
    MRT ist Magnetismus, das hat Dipolfelder. Die Bildqualität geht hier im Spezialfall MRT linear mit der Feldstärke.

    Die Mediziner haben ja auch echt guten Grund konservativ zu sein, letztenendes hängen ja auch die ganze Ethik “Was kann ich mit einem Menschen machen” mit daran. Ich kann mir nur gut eine Situation vorstellen, in der ein sehr kranker Patient bereit ist alles auszuprobieren und die Ärzte ihn quasi zurückhalten müssen, weil sie nicht nur an diesen einen Fall, sondern an eine allgemeingültige Situation denken müssen.

    Mal ganz abgesehen davon, dass auch einfach Leben auf dem Spiel stehen, wie in Gedankenknicks Beispiel.

    @Alderamin: Ja 13 Tesla (bzw. 9 falls es der alte war) können schon was *g*

    … und immer dran denken: Das Feld ist immer an, auch wenn kein Patient drinliegt 😉

  9. #9 Thomas Müller
    8. Juni 2018

    Hey Tobi, den Patienten in die Experimentierhalle zu bringen ist gar nicht so schwer, dafür gibt es einen extra Eingang auf der Rückseite am FRM2.
    Das MLZ hat nämlich eine Bestrahlungseinrichtung MEDAPP für Patienten, es gibt auch einen netten Warteraum neben der Experimentierhalle und das Instrument sieht auch mehr nach Krankenhaus als nach Neutronenleiterhalle aus.
    http://dx.doi.org/10.17815/jlsrf-1-43
    Einen Arzt zu finden, der einen Patienten dahin schickt, ist wahrscheinlich das größte Problem.

  10. #10 gedankenknick
    9. Juni 2018

    Die Theorien hinter der magnetischen Feldstärke waren zugegeben nie ganz so meines. Experiemente mit kleineren Neodym-Magneten legten mir jedoch nahe, dass die magnetische Feldstärke (so man sich nicht in einem völlig homogenen Feld bewegt) mit der Näherung an die Quelle mehr als linear zunimmt. Ich hatte jetzt einfach mal das ² unterstellt… Mit größeren Magneten habe ich aus Selbstschutz nie rumgespielt, so habe ich also auch nie einen Teilchenbeschleuniger (außer einen 25#-Bogen) für den Gebrauch im heimischen Garten gebastelt. Shame on me!

  11. #11 Tobias Cronert
    9. Juni 2018

    @Thomas: Ja klar, du hast natürlich Recht und gerade der FRM II hat für Medizinische Anwendungen eine extra Bestrahlungseinrichtung … ABER die wird auch weniger (für Medizin) genutzt, als sie Kapazität hat, weil die Aktivierungsschwelle für Mediziner selbst bei einer eigens dafür eingerichteten Suite zu hoch ist. Das wird bei Quellen, die keine spezialisierte Einrichtung haben dann noch mal potentiert, weil es eben so aussieht, wie in der Neutronenleiterhalle oben auf dem Bild. Denk an Saclay oder Trier oder Berlin 😉

    @Gedankenknick: Magnetismus kann echt komige Sachen machen, die immer eine Überraschung bereithalten. Vor allem mit mehreren Feldern “übereinander”. Beim MRT kommt es besonders darauf an, dass das Feld stark und homogen ist. Deswegen wird im klassischen Setup der Patient direkt in die Magnetfeldspule hineingeschoben und das einzige andere Setup mit mehreren Spulen sind die notorisch homogenen Helmholtz Spulen, die auch bei vielen anderen Experimenten benutzt werden, wo man viel Zugang braucht.