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Technik – Ausgewählte Anwendungen

Magnetresonanztomographie (MRT)

3T-Magnetresonanztomograph. Quelle: wikimedia commons

Ein MRT liefert ein dreidimensionales Bild des Innern des Menschen. Im Gegensatz zu Röntgengeräten oder Computertomografen verwendet ein MRT nicht Röntgenstrahlung, sondern elektromagnetische Felder. Die Technologie ist sehr aufwändig und kompliziert. Es müssen verschiedenste Felder kombiniert werden, um die für ein 3-D-Bild nötigen Informationen zu generieren. Dabei kommen starke statische Magnetfelder, die mit supraleitenden Spulen erzeugt werden, magnetische Gradientenfelder und hochfrequente Impulsfelder zum Einsatz. 

Das statische Magnetfeld richtet die Drehimpuls-Achsen von Atomkernen (meist Wasserstoff) in den Molekülen des Körpers aus. Mit hochfrequenten Impulsfeldern können die ausgerichteten Achsen gezielt angeregt werden, so dass sie (vergleichbar mit einem Kreisel, der angetippt wird) ins „trudeln“ kommen (Präzession). Durch diese Achsenauslenkung wird aus dem quasi-statischen Magnetfeld des (ausgerichteten) Atomkerns ein magnetisches Wechselfeld (unterschiedliche Atomkerne haben dabei unterschiedliche Präzessions-"Signaturen"). Das so erzeugte Wechselfeld induziert in Empfangsspulen eine Spannung. Mit Gradientenfeldern wird dafür gesorgt, dass die Quellen der induzierten Spannungen räumlich lokalisiert werden können. Dazu wird pro angeregter Schicht eine x-y Verortung (in Bildzeilen und Bildspalten) durchgeführt: die Punkte der Bildzeilen werden über leicht unterschiedliche Phasen und die Punkte der Bildspalten über leicht unterschiedliche Frequenzen der empfangenen Hochfrequenzsignale konstruiert. Je nach molekularer Einbettung kehren die Atomkerne nach einer längeren oder kürzeren Zeit in ihren Ausgangszustand zurück. Diese Ausklingzeiten (Relaxationszeiten) sind gewebespezifisch und erlauben es, die (räumlich lokalisierten) Signale unterschiedlichen Geweben zuzuordnen.

Im Vergleich zum diagnostischen und therapeutischen Nutzen sind beim MRT die bekannten Nebenwirkungen (Schwindel, Wärmegefühl, Unwohlsein) vernachlässigbar klein. Tomografie-Personal ist geschult. Alle Bestimmungen zum Arbeitsschutz müssen eingehalten werden.

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