Gebündelte Ultraschallwellen zerschmettern effektiv Nieren- und Gallensteine. Nun verfeinerten US-Forscher diese Technik so gut, dass bald gefährliche Tumoren im menschlichen Hirn ohne jeden chirurgischen Eingriff zerstört werden können. Durch eine exakte Dosierung der Schallwellen soll eine zellschädigende Aufheizung des gesunden Gewebes verhindert werden, berichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Physics in Medicine and Biology (Vol. 47, S. 1219).
Wir glauben, dass unsere Fokussier-Methode die ersten klinischen Ansätze für eine nicht-invasive Schädeloperation liefert, sagt Greg Clement von der Harvard Medical School in Boston. Zehn menschliche Schädel füllten sie dazu mit Wasser, um die fehlende Hirnmasse zu simulieren. Sie setzten insgesamt 320 kleine Ultraschallsender von außen an den Kopf. Kombiniert mit hochauflösenden Computer-Tomografie-Aufnahmen konnten die Forscher die Schallwellen auf einen Zielbereich von nur einem Millimeter Größe fokussieren. Durch die regelmäßige Verteilung und geringen Intensitäten der einzelnen Schallsender konnten sie eine Aufheizung der Umgebung um die Zielregion verhindern.
Mit Mikrofonen innerhalb des Schädels kontrollierten die Wissenschaftler die Verteilung der Schallwellen. Damit sich die Energie der Schallwellen nur im gewünschten Zielbereich auswirkt, berücksichtigen sie die Phasen der ausbreitenden Schallwellen. Über Interferenzen löschen sich die Wellen im gesunden Gewebe aus und sollen sich am Tumor so sehr verstärken, dass dieser zerstört werden kann.
Vor einer klinischen Anwendung an Tumor-Patienten stehen zwar noch viele weitere Untersuchungen. Doch das Team um Clement zeigt sich zufrieden mit den ersten Ergebnissen. In weiteren Versuchen soll nun das Reflexionsverhalten der Schallwellen im Hirn und an dem Schädelknochen besser berücksichtigt werden.
Jan Oliver Löfken
