Magnetresonanztomographie (MRT) oder Kernspintomographie

Bild: Mukoviszidose-Ambulanz Heidelberg
Bild: Mukoviszidose-Ambulanz Heidelberg

Die Magnetresonanz-Tomographie (MRT; engl. Nuclear Magnetic Resonance; NMR), häufig auch als Kernspin-Tomographie bezeichnet, ist ein bildgebendes Verfahren zur Untersuchung der inneren Organe. Im Gegensatz zur Röntgenuntersuchung und Computertomographie kommt dieses Schnittbildverfahren jedoch ohne Röntgenstrahlung aus.

Die Bilder aus dem Körperinneren werden durch ein starkes Magnetfeld und Radiowellen erzeugt. Besonders gut eignet sich das Verfahren zur Darstellung von Weichteilgewebe, also aller nicht knöchernen Teile des Körpers. Da Entzündungen und Tumoren im Vergleich zu gesundem Gewebe oft unterschiedlich viel Wasserstoff enthalten, kann man sie meist gut voneinander abgrenzen. Dank immer leistungsfähigerer Computer lassen sich Querschnitts- oder Längsschnittbilder des Körpers berechnen, aber auch dreidimensionale räumliche Ansichten und sogar bewegte Bilder.

In der Lungendiagnostik liefert die MRT – neben der Computertomographie – unter anderem wertvolle Informationen über die Lage und Ausdehnung von Lungentumoren und wird auch zur Verlaufskontrolle herangezogen.

Kurz erklärt:

Die Magnetresonanz-Tomographie ist ein bildgebendes Verfahren, das ohne Röntgenstrahlen arbeitet.

MRT in der Lungendiagnostik

Die Lunge ist aufgrund des großen Luftgehaltes für die Magnetresonanz-Tomographie ein schwieriges Organ. Mit spezieller Geräteausstattung können heutzutage aber auch schon MRT-Bilder zur Diagnostik von Lungenerkrankungen aufgenommen werden. Besonders bei der Untersuchung von strahlenempfindlichen, jungen Patienten, Schwangeren oder häufig zu wiederholenden Untersuchungen bietet die MRT Vorteile.

Ebenso kommt sie bei speziellen  Fragestellungen zum Einsatz, etwa zur Ermittlung der Lungendurchblutung (Perfusion), Atemmechanik oder zur kontrastmittelfreien Darstellung von akuten oder chronischen Lungenembolien, sowie in der Diagnostik von Lungenhochdruck, der zystischen Fibrose (Mukoviszidose) oder Lungenvenenfehlmündungen.

Die MRT kann auch als Alternativverfahren bei akuter Pneumonie bei Kindern oder Tumorerkrankungen zur Anwendung kommen.

Helium als Kontrastmittel

Seit einigen Jahren ist ein Verfahren in der Entwicklung, mit dem die Belüftung der Lunge im Kernspintomographen dargestellt werden kann. In klinischen Studien inhalierten Patienten dazu vor der Untersuchung das unschädliche Edelgas Helium-3. Mit Hilfe dieses Kontrastmittels ließen sich

  • die Größe der einzelnen Lufträume in der Lunge,
  • die Verteilung der Atemluft während der Einatmung,
  • der regionale Sauerstoffpartialdruck und
  • die Effizienz der Sauerstoffaufnahme ins Blut messen.

Zudem erlaubt die Methode 3D-Bilder der Lunge im Zehntelsekunden-Rhythmus aufzunehmen und so einen Film des Ein- und Ausatmens zu erstellen, auf dem Behinderungen des Luftstroms erkennbar werden.

Am MRT-Signal lässt sich auch der Diffusionsweg eines Helium-3-Atoms durch die Lunge verfolgen, wodurch normales, engmaschiges Bläschengewebe von krankhaft aufgeblähtem Gewebe unterscheidbar wird. Im Kontakt mit Luftsauerstoff in der Lunge zerfällt die Polarisation der Helium-Kerne. Aus der Zerfallszeit lässt sich der Sauerstoffgehalt und -verbrauch der Lunge bestimmen – in räumlicher Darstellung und ohne operativen Eingriff.

Kurz erklärt

Trotz ihrer zunehmenden Bedeutung kann die MRT andere bildgebende Verfahren bei der Diagnose von Lungenerkrankungen nicht vollständig ersetzen.

Wie bereits erwähnt, steht das Verfahren bislang allerdings nur im Rahmen kleiner klinischer Studien zur Verfügung.

Trotz ihrer zunehmenden Bedeutung kann die MRT andere bildgebende Verfahren nicht vollständig ersetzen. Die behandelnde Ärztin oder der behandelnde Arzt muss von Fall zu Fall entscheiden, welches Verfahren für eine bestimmte Fragestellung am aussagekräftigsten ist.

Wie läuft eine MRT-Untersuchung ab?

Eine MRT-Untersuchung ist vollkommen schmerzlos, von den Vorgängen im Körper bemerken die Patienten nichts. Es besteht auch kein Risiko für Strahlenschäden, da bei der Magnetresonanz-Tomographie weder Röntgen- noch radioaktive Strahlen verwendet werden. MRT-Untersuchungen dauern meist etwas länger als Computertomographien und sind etwas anfälliger für Bildstörungen, zum Beispiel wenn sich die zu untersuchende Person während der "Aufnahme" – etwa beim Atmen – bewegt.

GUT ZU WISSEN:

Bewegliche Metallteile darf man keinesfalls mit in den Kernspintomographen nehmen. Auf der Haut getragene Metalle könnten sich erhitzen und Verbrennungen hervorrufen.

Prinzipiell können auch schwangere Frauen eine Kernspintomographie durchführen lassen, es wurden bisher keine schädlichen Wirkungen beobachtet. In den ersten drei Schwangerschaftsmonaten sollte das aber auf absolut notwendige Fälle begrenzt bleiben, da mögliche Auswirkungen der Radiowellen auf den Embryo in dieser Phase nicht absolut ausgeschlossen werden können. In späteren Phasen der Schwangerschaft gibt es keine Bedenken gegen eine Magnetresonanz-Tomographie. 

Raumangst

Häufig haben Personen, die unter Raumangst – Klaustrophobie – leiden, Probleme mit der MRT. Sie fürchten die Enge der Röhre, die lauten Klopfgeräusche, die das Gerät abgibt, verstärken diese Ängste noch. Gegen die Klopfgeräusche helfen Ohrstöpsel oder schalldichte Kopfhörer, gegen die Raumangst oft nur ein Beruhigungsmittel. 

Die Entwicklung moderner Geräte geht aber hin zu sogenannten offenen MRT-Geräten, die einerseits einen größeren Durchmesser und andererseits eine kürzere Bauweise haben. Daher muss nicht mehr der gesamte Körper im Gerät liegen und es besteht freie Sicht nach außen – eine wichtige Voraussetzung, dass sich keine akute Raumangst einstellt.

Nach welchem Prinzip funktioniert die MRT?

Zur Erstellung der Schnittbilder macht man sich bei der Magnetresonanz-Tomographie eine besondere Eigenheit der Wasserstoffatome, die als Bestandteil von Wasser, aber auch von anderen Molekülen überall im Körper vorkommen, zunutze:

Die Wasserstoffatome drehen sich wie kleine Kreisel um sich selbst, eine Eigenschaft, die man als Kernspin bezeichnet (engl. spin: schnelle Drehung). Dadurch erzeugen sie selbst ein eigenes schwaches Magnetfeld und können so von außen wie kleine Stabmagnete durch einen externen Magneten beeinflusst werden.

Und genau ein solcher Magnet befindet sich im Magnetresonanz-Tomographen. Er ist mehrere tausend Mal so stark wie das Magnetfeld der Erde und bewirkt, dass sich die Wasserstoffatome im Körper der Person, die im MRT-Gerät liegt, parallel oder antiparallel zum Magnetfeld des Tomographen ausrichten, anstatt sich in alle Richtungen zu orientieren, wie es ohne externes Magnetfeld der Fall wäre. Die Wasserstoffatome sind im MRT quasi „geordnet“ ausgerichtet.

Während der Untersuchung sendet das MRT-Gerät immer wieder ein elektromagnetisches Radiosignal aus. Dadurch nehmen die Wasserstoffatome Energie auf und werden aus dem äußeren Magnetfeld abgelenkt. Dabei muss das Radiosignal dieselbe Frequenz besitzen wie die Drehung der Atome um die Hauptachse des Magnetfelds – es muss sich in "Resonanz" (Gleichschwingung) mit den Atomen befinden.

Nach dem Abschalten dieses Signals wird die Zeit gemessen, bis sich die Teilchen wieder im Magnetfeld ausgerichtet haben. Je nach ihrer Umgebung – zum Beispiel Fettgewebe oder Körperflüssigkeiten – werden die Teilchen kürzer oder länger abgelenkt. Bei der Rückkehr in den geordneten Zustand geben sie Energie ab, die gemessen und aufgezeichnet wird. Anhand der gemessenen Energie und Zeit berechnet ein leistungsfähiger Computer dann die Bilder des Körperinneren.

Der Magnetresonanztomograph besteht aus einem zylinderförmigen Elektromagneten, in dessen Mitte sich eine Röhre für den Patienten befindet. Während der Untersuchung werden von einer Messvorrichtung die Signale aus dem Körper aufgenommen und zu einem Bild berechnet. So lassen sich neben den Organen auch krankhafte Veränderungen in den untersuchten Gewebebereichen erkennen.

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Letzte Aktualisierung:

26.03.2019

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