Kernspintomographie

Kernspintomographie

Die MRT ist ein diagnostisch-bildgebendes Verfahren das nichtinvasiv und ohne Röntgenstrahlen Einblicke in den Körper und seine Funktionen zuläßt.

Das Erkennen der theoretischen Grundlagen der Kernspinresonanz geht auf Pauli (1924) zurück, der Nachweis der Meßbarkeit wurde 1952 mit dem Nobelpreis belohnt (Bloch und Purcell). Danach fand das Verfahren Anwendung in der Strukturanalyse chemischer Verbindungen.

Erste Untersuchungen an lebenden Objekten wurden Ende der 60er Jahre durchgeführt.

Der klinische Durchbruch der Methode ist verknüpft mit Sir Peter Mansfield, der 1976 erfolgreich Bilder von Menschen erzeugte.

Ab 1983 standen dann Geräte für den routinemäßigen Einsatz zur Verfügung.

Von da an begann eine stürmische Entwicklung und ein Vordringen in die verschiedensten diagnostischen Bereiche. Alte Methoden wurden abgelöst und neue Darstellungsverfahren eingebracht. Ein Ende der Entwicklung ist bislang nicht absehbar.

 

Die positiv geladenen Teilchen des Atomkerns kann man sich wie kleine Kugeln vorstellen, die eine kreiselnde Bewegung um ihre Längsachse ausführen, genauso wie die Erde um die Polachse rotiert. Im Gegensatz zu ihr haben diese sogenannten Protonen jedoch zwei Möglichkeit: sie können sich nämlich rechts herum oder links herum drehen. Durch die torkelnde Rotation (“Spin”) entsteht ein äußerlich feststellbares Magnetfeld, wobei die Lage der Nord- bzw. Südpole von der Drehrichtung abhängt. Befinden sich im Kern eine geradzahlige Menge von Protonen drehen von diesen gleich viele links wie rechts herum, so daß sie sich gegenseitig neutralisieren und außerhalb des Atoms kein Magnetfeld meßbar ist. Handelt es sich jedoch um eine ungerade Anzahl besteht ein Feld.

Das einfachste Atom mit dieser Eigenschaft ist der Wasserstoff, der in Wasser, Eiweißen und Fett gebunden in hoher Konzentration in biologischen Geweben enthalten ist.

Bringt man diese nun in ein starkes Magnetfeld richten sich die Protonen daran aus und addieren sich betragsmäßig zu diesem äußeren Feld (B0). Leider ist die resultierende Änderung zu schwach um sie meßtechnisch zu erfassen.

Man geht daher einen anderen Weg:

Die Drehgeschwindigkeit (Frequenz) der Protonen hängt linear von der Stärke des äußeren Magnetfeldes ab. Strahlt man nun einen Radioimpuls gleicher Frequenz ein, so überträgt sich dessen Energie auf die Protonen, die hierdurch ihren Winkel zum Magnetfeld ändern.

Schaltet man den Radioimpuls aus wird die übertragene Energie wieder zurückgegeben und kann mit entsprechenden Antennen, sogenannten Spulen aufgefangen werden. Um den genauen Ursprungsort zu ermitteln müssen zusätzlich kleine Änderungen des Magnetfeldes vorgenommen werden. Aus den verschiedenen Signalen kann man dann mit Hilfe einer komplexen Formel (Fourier-Transformation) ein Bild berechnen.

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