Læsetid: 4 min.

Tag en dyb indånding

15. juni 1998

En ny røntgenteknik afslører langt flere detaljer, og herved kan sygdomme som bronkitis, tuberkulose og lungekræft diagnosticeres og behandles på et langt tidligere stadium
røntgen

Hvis nogen for 100 år siden, havde fortalt Wilhelm Röntgen, at hans opdagelse af røntgen-strålen ville have en så almen og udbredt anvendelse, at enhvert barn med respekt for sig selv mindst en gang har været inde og få checket, om en hånd eller et ben er brækket, havde han næppe troet det.
For to år siden blev Nobelprisen i fysik givet for forskning i den sjældne isotop Helium-3's superflydende egenskaber.
Der var heller ikke mange uden for fysikernes verden, der bed mærke i dette, og endnu færre havde vel troet, at det skulle have nogen praktisk betydning i deres hverdag.
Men siden foråret 1996 har en tysk klinik benyttet Helium-3's egenskaber til at afsløre hidtil uidentificerbare lungesygdomme.

Moderne røntgen
Allerede få år forinden havde kemiker fra State University i New York og atomfysikere fra Princeton University offentliggjort bemærkelsesværdige resultater. Det var lykkedes grupperne ved hjælp af et andet stof - såkaldt "hyperpolariseret" Xe-129 - at tage meget detaljerede billeder af muselunger.
Problemet med traditionelle røntgenbilleder er nemlig, at luftfyldte rum som f.eks. lunger ikke kan ses, med mindre patienten inhalerer en radioaktiv gas, hvis stråler derefter kan måles. Selv om strålingsdosen først efter gentagne behandlinger indebærer en risiko, er billederne stadig uskarpe og f.eks. rygerlunger, hvor dele af luftvejene er ødelagt, er svære at undersøge i detaljer.
Det var i stedet håbet, at Magnetic Resonance Imaging (MRI) kunne løse disse problemer. Det er en teknik, hvor man måler resonans-frekvensen af de små magnetiske momenter, der opstår på grund af atomkerners rotation, når disse placeres i et kraftigt magnetfelt.
Imidlertid viser det sig, at teknikken ikke umiddelbart er velegnet. Atomerne, der måles på, skal nemlig være 'polariserede', hvilket afhænger af det såkaldte 'kernespin', som kan opfattes som et udtryk for atomkerners rotation.
For at en kerne overhovedet skal kunne 'spinne', skal det totale antal af protoner og neutroner være ulige, hvorfor hverken ilt (16 kernepartikler) eller kvælstof (14 kernepartikler) kan bruges, hovedbestanddelene af den luft vi indånder.

Hyperensretning
Det simpleste atom at måle på er derfor brint, idet det kun indeholder en kernepartikel, men indånder man brint i lungerne, giver dette et alt for svagt signal, da tætheden i en gas som brint er meget mindre end i en væske som vand, hvorfor antallet af signaler ligeledes bliver mindre.
Brugen af xenon og helium er derfor ideel. De er begge såkaldte ædelgasser, og kan derfor indåndes, men påvirker ikke vævet kemisk. Derudover har begge et 'spin' som brint, hvorfor de kan registreres på allerede eksisterende maskiner, der benyttes på hospitaler landet over, selv om det vil kræve en del ekstraudstyr.
Tricket er, at man 'hyperpolariserer' gasserne ved hjælp af laserlys, hvorved man overfører momentet fra fotonerne i det polariserede lys til atomernes spin, hvilket medfører at ca. 10.000 gange så mange af kernerne kommer til at rotere i samme retning, hvorved man opnår et signal, der er mange gange stærkere.
De to fysikere Werner Heil og Ernst Otten fra Mainz Universitet i Tyskland havde hidtil arbejdet med disse hyperpolariseringer, da de i 1995 faldt over de bemærkelsesværdige amerikanske billeder af muselunger.

Dansk viden
Sammen med to radiologer fra Mainz Universitetsklinik gik de i gang med forsøg, hvori personer indåndede den ufarlige helium-gas i ca. 30 sekunder, og resultaterne var forbløffende. Den nye teknik afslører langt flere detaljer, og herved kan sygdomme som bronkitis, tuberkulose og lungekræft diagnosticeres og behandles på et langt tidligere stadium.
Ifølge Professor Olaf Paulson, Dansk Videncenter for Magnetisk Resonans (DVMR) på Hvidovre Hospital har teknikken, selv om den teknisk og fysisk er særdeles vanskelig, talrige anvendelsesmuligheder:
"Den mest oplagte gevinst og den, der umiddelbart er til direkte gavn, er til undersøgelse af lungefunktioner, idet opløseligheden af disse billeder er mange gange bedre end med den nuværende teknik, hvor man anvender radioaktiv krypton," siger han.
På længere sigt ser forsøgene med Xe-129 endnu mere spændende ud. Xe-129 trænger i modsætning til He-3 også ind i blodbanen, og er langt mere fedtopløseligt, hvorfor man håber at kunne tage detaljerede billeder af blodcirkulationen i hjernen for at kunne afsløre den præcise placering af blodpropper i hjernen.
En gruppe bestående af forskere fra en række institutter ved Københavns Universitet, forskningscenter Risø samt DVMR, har sammen med repræsentanter fra erhvervslivet dannet en arbejdsgruppe for at få etableret en produktion af hyperpolariserede gasser, hvilket ifølge Olaf Paulson vil være af uvurderlig betydning for en række forskningsinstitutioner og hospitaler i hele Øresundsområdet.
Indtil videre har Statens Sundhedsvidenskabelige Forskningsråd ydet støtte til en forundersøgelse af de medicinske anvendelser, og de synes at være værd at tro på.

Morten Busch er ph.d.-studerende i biokemi

Bliv opdateret med nyt om disse emner på mail

Vores abonnenter kalder os kritisk, seriøs og troværdig.
Få ubegrænset adgang med et digitalt abonnement.
Prøv en måned gratis.

Prøv nu

Er du abonnent? Log ind her

Anbefalinger

anbefalede denne artikel

Kommentarer

Der er ingen kommentarer endnu