Physik, Laserentwicklung, Polarisator

• Antragsteller: Professor Dr. Werner Heil; Professor Dr. Hans Wolfgang Spiess
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5469452

Ziel: Produktion, Speicherung und verlustfreier Transport von hochpolarisiertem 3He Gas, Polarimetrie, Wiedergewinnung aus der Exspirationsluft, Entwicklung von MR-Bildgebungsprobenköpfen für ein 7T NMR, Aufbau eines mobilen Polarisators für 129Xe, Untersuchungen zur chemischen Verschiebung und Löslichkeit von 129Xe in biologischen Geweben. Stand der Forschung: Die Polarisation von 3He oder 129Xe wird durch optisches Pumpen (indirekter Spinaustausch bei 129Xe, direkte Polarisation von metastabilem 3He) erzeugt. Mit ihnen sind Untersuchungen poröser Gasräume und von Stoffübergängen aus der Gasphase in den Körper möglich. Eigene Vorarbeiten: Hochpolarisation von 3He mittels direktem optischen Pumpen. Kompression, Lagerung und Transport sind etabliert. Es bestehen langjährige Erfahrungen in der Festkörper-NMR-Spektroskopie, der Micro-NMR-Bildgebung (Konstruktion hochspezialisierter MR Probenköpfe) und in der Anwendung zur Untersuchung von Struktur und Dynamik von Polymeren. Die Expertise zum Bau des 129Xe-Polarisators wird durch Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich einfließen. Arbeitsprogramm: Entwicklung leistungsstärkerer Lichtquellen (30 W Faserlaser) als "Masteroszillator", on-line Polarimetrie (Induktionsspule) mit Integration in die vorhandene 3He Applikationseinheit, MR-Probenköpfe und notwendige Peripheriegeräte für Untersuchungen des transmembranösen Gastransports und der Gewebeperfusion in Micro-MR Geräten bei 7T mittels 129Xe.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 474: Bildgestützte zeitliche und regionale Analyse der Ventilations-Perfusionsverhältnisse in der Lunge
• Großgeräte: CE-zertifizierte Applikatoreinheit für die zentrale Verabreichung von hyperpolarisierten Edelgasen
• Gerätegruppe: 3700 Narkose- und Beatmungsgeräte