MRT (Magnetresonanztomographie), Kernspintomographie

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Eine MRT (Magnetresonanztomographie, englisch: Nuclear Magnetic Resonance; NMR) wird häufig auch als Kernspintomographie oder kurz als Kernspin bezeichnet. Es handelt sich dabei um ein bildgebendes Verfahren zur Untersuchung der inneren Organe. Im Gegensatz zum Röntgen-Thorax und der Computertomographie (CT) kommt die MRT aber ohne Röntgenstrahlung aus.

Die Bilder aus dem Körperinneren werden bei der Kernspintomogrphie durch ein starkes Magnetfeld und Radiowellen erzeugt. Besonders gut eignet sich die MRT zur Darstellung von Weichteilgewebe, also aller nicht knöchernen Teile des Körpers. Dank immer leistungsfähigerer Computer lassen sich durch eine MRT-Untesuchung Querschnitts- oder Längsschnittbilder des Körpers berechnen, aber auch dreidimensionale räumliche Ansichten und sogar bewegte Bilder.

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

Wie läuft eine MRT-Untersuchung ab?

Eine MRT-Untersuchung ist vollkommen schmerzlos. Es besteht auch kein Risiko für Strahlenschäden, da bei der Kernspintomographie weder Röntgen- noch radioaktive Strahlen verwendet werden. Eine MRT dauert meist etwas länger als eine Computertomographie und ist etwas anfälliger für Bildstörungen, zum Beispiel wenn sich die zu untersuchende Person während der Untersuchung – etwa beim Atmen – bewegt.

Kurz erklärt:

Eine MRT ist ein bildgebendes Verfahren, das ohne Röntgenstrahlen arbeitet.

MRT und Schwangerschaft

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 MRT.

MRT und Platzangst

Häufig haben Personen, die unter Raumangst leiden – Klaustrophobie oder umgangssprachlich auch als Platzangst bezeichnet, Probleme mit der MRT. Sie fürchten die Enge der Röhre. Die lauten Klopfgeräusche, die das Gerät abgibt, können diese Ängste noch verstärken.

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 Platzangst in der MRT einstellt.

Nach welchem Prinzip funktioniert die MRT?

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

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

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 Magnetresonanztomographen. 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 in der MRT also quasi „geordnet“ ausgerichtet.

GUT ZU WISSEN:

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

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 Wasserstoffteilchen 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.

MRT in der Lungendiagnostik

Die Lunge ist für die MRT ein schwieriges Organ. Gund ist der große Luftgehalt.

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. Ob und wo ein MRT für die Lunge möglich ist, muss mit den behandelnden Ärzt:innen besprochen werden.

Auch bei speziellen Fragestellungen kann eine Kernspintomographie zum Einsatz kommen. Etwa zur Ermittlung der Lungendurchblutung (Perfusion), Atemmechanik oder zur kontrastmittelfreien Darstellung von akuten oder chronischen Lungenembolien, sowie in der Diagnostik von Lungenhochdruck, zystischer Fibrose (Mukoviszidose) oder Lungenvenenfehlmündungen.

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

Kurz erklärt

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

Helium als Kontrastmittel

Seit einigen Jahren ist ein Verfahren in der Entwicklung, mit dem die Belüftung der Lunge in der Kernspin dargestellt werden kann. In klinischen Studien inhalierten Patient:innen dazu vor der MRT-Untersuchung das unschädliche Edelgas Helium-3. Mit Hilfe dieses Kontrastmittels ließen sich verschiedene Parameter messen:

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

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 Lungenbläschengewebe von krankhaft aufgeblähtem Gewebe unterschieden werden kann. 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.

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 bildgebende Verfahren für eine bestimmte Fragestellung am aussagekräftigsten ist.

Quellen:

  • Krebsinformationsdienst, Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ): Magnetresonanztomographie (Letzter Abruf: 20.08.2021)
  • Thoraxklinik, Universitätsklinikum Heidelberg: Magnetresonanztomographie (Letzter Abruf: 20.08.2021)
  • HU Kauczor: Hyperpolarized helium-3 gas magnetic resonance imaging of lung. Topics in Magnetic Resonance Imaging Juni 2003, Band 14, Nummer 3, S. 223-230
  • Deutsches Krebsforschungszentrum: Verbesserte Lungendiagnostik mit Heliumgas-MRT. Pressemeldung vom 03.11.2003
  • Biederer, J. et al.: MRT bei interstitiellen Lungenerkrankungen. In: Der Radiologe, 2014, 12 (54): 1204-1212 (pdf) 

Weitere Informationen:

 Letzte Aktualisierung: 20.08.2021

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