Magnetresonanztomographie (MRT)

MRT-Untersuchung
Wortart:
Substantiv, feminin
Aussprache (IPA):
[maɡˌneːtʁezoˈnantstomoɡʁaˌfiː]
Plural:
Magnetresonanztomographien
Abkürzung:
MRT
Trennung:
Ma|gnet|re|so|nanz|to|mo|gra|phie
Synonym:
Magnetresonanztomografie, Kernspintomographie, KST, Kernspin-Resonanz-Tomographie
Englisch:
magnet resonance imaging (MRI)

Die Magnetresonanztomographie (MRT), auch bekannt als Kernspintomographie, ist ein bildgebendes Verfahren, das hochauflösende Schnittbilder des Körpers erzeugt. Sie nutzt starke Magnetfelder und Radiowellen, um detaillierte Bilder von Organen und Geweben zu erstellen, ohne ionisierende Strahlung zu verwenden.

Grundlagen der MRT

Physikalische Prinzipien

Die MRT basiert auf den physikalischen Eigenschaften der Kernspinresonanz (Nuclear Magnetic Resonance, NMR). Wasserstoffatome, die in großen Mengen im menschlichen Körper vorhanden sind, spielen eine zentrale Rolle in diesem Prozess. Diese Atome bestehen aus einem Proton, das wie ein kleiner Magnet wirkt und sich um seine eigene Achse dreht, wodurch ein magnetisches Moment entsteht.

Magnetfelder und Radiofrequenzen

  1. Starkes Magnetfeld: Der Patient wird in ein starkes Magnetfeld (typischerweise 1,5 Tesla oder mehr) gebracht. Dieses Magnetfeld richtet die magnetischen Momente der Wasserstoffprotonen im Körper aus, sodass sie sich parallel oder antiparallel zum Magnetfeld ausrichten.
  2. Radiofrequenzimpuls: Ein Radiofrequenzimpuls (RF) wird an den Körper gesendet, der auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt ist, die von der Stärke des Magnetfelds abhängt. Dieser Impuls kippt die Ausrichtung der Protonen aus ihrer Gleichgewichtslage, wodurch sie Energie aufnehmen und in einen angeregten Zustand versetzt werden.
  3. Relaxation: Nach dem Ausschalten des RF-Impulses kehren die Protonen in ihre ursprüngliche Ausrichtung zurück, indem sie die aufgenommene Energie in Form von Radiowellen abgeben. Dieser Prozess wird als Relaxation bezeichnet und erfolgt in zwei Hauptphasen:
    • T1-Relaxation (Spin-Gitter-Relaxation): Dies ist die Zeit, die benötigt wird, damit die Protonen wieder ihre Längsausrichtung im Magnetfeld erreichen.
    • T2-Relaxation (Spin-Spin-Relaxation): Dies ist die Zeit, die benötigt wird, damit die Protonen ihre Querausrichtung zueinander verlieren.

Bildentstehung

Die von den Protonen abgegebene Energie wird von Empfangsspulen aufgefangen und in elektrische Signale umgewandelt. Diese Signale werden von einem Computer verarbeitet, um Bilder zu erstellen. Die Bildgebung kann in verschiedenen Ebenen erfolgen (axial, sagittal, koronal), was eine detaillierte dreidimensionale Rekonstruktion der inneren Strukturen ermöglicht.

Gewichtung der Bilder

Durch Anpassung der Parameter des RF-Impulses und der Zeitintervalle kann die Bildgebung unterschiedlich gewichtet werden, um verschiedene Gewebearten besser darzustellen:

  • T1-gewichtete Bilder: Diese Bilder haben einen hohen Kontrast zwischen Fett und Wasser und eignen sich gut zur Darstellung der Anatomie und Struktur des Gehirns sowie zur Identifikation von pathologischen Veränderungen.
  • T2-gewichtete Bilder: Diese Bilder haben einen hohen Kontrast zwischen Flüssigkeiten und Gewebe und sind besonders nützlich zur Identifikation von Ödemen, Entzündungen und anderen pathologischen Zuständen.
MRT-Untersuchung
Abb. 1.1: MRT-Untersuchung

Indikationen einer Magnetresonanztomographie (MRT)

Im Folgenden werden die wichtigsten Indikationen für die Anwendung der MRT in verschiedenen medizinischen Bereichen detailliert beschrieben.

Neurologische Indikationen

  • Gehirntumore und Raumforderungen
    ➜ Die MRT ist das bevorzugte Bildgebungsverfahren zur Detektion und Charakterisierung von Gehirntumoren, Metastasen und anderen Raumforderungen.
  • Multiple Sklerose
    ➜ Die MRT ist entscheidend für die Diagnose und Überwachung von Läsionen im Gehirn und Rückenmark.
  • Schlaganfall
    ➜ Zur Früherkennung von ischämischen und hämorrhagischen Schlaganfällen sowie zur Beurteilung der Schlaganfalldynamik und Hirnperfusion.
  • Epilepsie
    ➜ Identifikation struktureller Ursachen für Epilepsie, wie z.B. Sklerose des Hippocampus oder kortikale Dysplasien.
  • Neurodegenerative Erkrankungen
    ➜ Beurteilung von Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Amyotrophe Lateralsklerose (ALS).

Orthopädische und muskuloskeletale Indikationen

  • Gelenkerkrankungen
    ➜ Diagnose und Bewertung von Arthritis, Meniskusverletzungen, Bänderrissen und Knorpelschäden.
  • Rückenprobleme
    ➜ Untersuchung von Bandscheibenvorfällen, Spinalkanalstenosen und anderen Rückenmarkserkrankungen.
  • Weichteilverletzungen
    ➜ Beurteilung von Muskeln, Sehnen und Bändern bei Sportverletzungen.
  • Knochen- und Weichteiltumore
    ➜ Differenzierung zwischen benignen und malignen Tumoren sowie deren genaue Lokalisierung und Ausdehnung.

Kardiologische Indikationen

  • Herzinfarkt und ischämische Herzkrankheit
    ➜ Detektion und Quantifizierung von Myokardschäden sowie Beurteilung der Herzfunktion und Perfusion.
  • Kardiomyopathien
    ➜ Bewertung struktureller und funktioneller Veränderungen bei hypertropher, dilatativer und restriktiver Kardiomyopathie.
  • Herzklappenfehler
    ➜ Detaillierte Darstellung der Herzklappen und deren Funktion.
  • Myokarditis und Perikarditis
    ➜ Identifizierung entzündlicher Prozesse im Herzmuskel und Herzbeutel.

Abdominelle und pelvine Indikationen

  • Lebertumore und Lebererkrankungen
    ➜ Diagnose und Stadieneinteilung von Lebertumoren, Zirrhose und anderen Lebererkrankungen.
  • Pankreas- und Gallenerkrankungen
    ➜ Beurteilung von Pankreastumoren, Pankreatitis und Gallengangserkrankungen.
  • Nierenerkrankungen
    ➜ Identifikation von Nierentumoren, Zysten und anderen strukturellen Anomalien.
  • Beckenorgane
    ➜ Untersuchung von Uterus, Ovarien, Prostata und Blase bei Verdacht auf Tumore, Entzündungen oder andere pathologische Zustände.

Gefäßindikation

  • Gefäßanomalien
    ➜ Diagnose von Aneurysmen, Dissektionen und arteriovenösen Malformationen.
  • Thrombosen und Embolien
    ➜ Detektion von tiefen Venenthrombosen und Lungenembolien.
  • Periphere arterielle Verschlusskrankheit
    ➜ Beurteilung der Durchblutung und Identifikation von Stenosen und Verschlüssen.

Onkologische Indikationen

  • Primärtumore und Metastasen
    ➜ Lokalisierung und Stadieneinteilung von Tumoren sowie Überwachung der Therapieeffekte.
  • Lymphknotenerkrankungen
    ➜ Beurteilung von Lymphknotenvergrößerungen und deren Ursachendifferenzierung.
  • Therapiekontrolle
    ➜ Bewertung des Ansprechens auf Chemotherapie, Strahlentherapie oder andere onkologische Behandlungen.

Weitere Indikationen

  • Entzündliche Erkrankungen
    ➜ Identifikation und Charakterisierung von entzündlichen Prozessen in verschiedenen Körperregionen.
  • Kinderheilkunde
    ➜ Beurteilung angeborener Anomalien, Entwicklungsstörungen und kindlicher Tumore.
  • Unklare Beschwerden
    ➜ Abklärung unklarer Schmerzen oder anderer Symptome, die mit herkömmlichen bildgebenden Verfahren nicht ausreichend diagnostiziert werden konnten.
Alzheimergehirn im MRT
Abb. 1.2: Alzheimergehirn im MRT

Sicherheitsaspekte und Kontraindikationen

Die MRT gilt im Allgemeinen als sicher, da sie keine ionisierende Strahlung verwendet. Es gibt jedoch einige Kontraindikationen und Vorsichtsmaßnahmen:

  • Implantate und Metalle
    • Patienten mit bestimmten Metallimplantaten, Herzschrittmachern oder anderen elektronischen Geräten können möglicherweise keine MRT-Untersuchung erhalten, da das starke Magnetfeld diese Geräte beeinflussen oder beschädigen könnte.
  • Kontrastmittel
    • In einigen Fällen wird ein Kontrastmittel (Gadolinium) verwendet, um die Bildgebung zu verbessern. Patienten mit Nierenfunktionsstörungen müssen vorsichtig sein, da Gadolinium nephrogen systemische Fibrose (NSF) verursachen kann.
  • Schwangerschaft
    • Obwohl keine schädlichen Auswirkungen auf den Fötus nachgewiesen wurden, wird die MRT während der Schwangerschaft mit Vorsicht verwendet, insbesondere im ersten Trimester.

Vorteile der MRT

  • Keine Strahlung
    • MRT verwendet keine ionisierende Strahlung, was sie besonders sicher für wiederholte Untersuchungen und für Kinder und Schwangere macht.
  • Hohe Detailgenauigkeit
    • Sie bietet hervorragende Bildqualität, insbesondere für Weichteilgewebe, und kann pathologische Veränderungen frühzeitig erkennen.
  • Vielfältige Anwendungen
    • MRT ist sehr vielseitig und kann zur Untersuchung fast aller Körperteile eingesetzt werden.

Nachteile und Risiken der MRT

  • Lange Untersuchungsdauer
    • MRT-Scans können relativ lange dauern, was für einige Patienten, insbesondere solche mit Klaustrophobie, unangenehm sein kann.
  • Einschränkungen bei Metall
    • Personen mit Metallimplantaten, Herzschrittmachern oder anderen metallischen Fremdkörpern können oft nicht untersucht werden, da diese durch das starke Magnetfeld beeinflusst werden.
  • Kosten
    • MRT ist teurer als andere bildgebende Verfahren wie Sonografie (Ultraschall) oder konventionelles Röntgen.
  • Bewegungsartefakte
    • Patienten müssen während des Scans stillhalten, um Bewegungsartefakte zu vermeiden, die die Bildqualität beeinträchtigen können.

Neueste Entwicklungen in der MRT

  • Funktionelle MRT (fMRT)
    • Diese Technik misst die Gehirnaktivität, indem sie Veränderungen im Blutfluss erfasst. Sie wird häufig in der neurologischen Forschung eingesetzt.
  • MRT mit hoher Feldstärke
    • Neuere MRT-Geräte verwenden Magnetfelder mit höherer Feldstärke (z.B. 3 Tesla oder mehr), was eine bessere Bildqualität und schnellere Scans ermöglicht.
  • MR-Spektroskopie
    • Diese Technik analysiert die chemische Zusammensetzung von Geweben und kann zusätzliche Informationen über den Stoffwechsel von Tumoren und anderen Erkrankungen liefern.
  • Kardiale MRT
    • Spezialisierte MRT-Techniken zur Untersuchung des Herzens ermöglichen eine präzise Beurteilung der Herzfunktion und der Herzstruktur.

Zusammenfassung

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein bildgebendes Verfahren, das starke Magnetfelder und Radiowellen verwendet, um detaillierte Bilder von Organen und Geweben im Körper zu erzeugen. Im Gegensatz zu Röntgen– und CT-Scans nutzt die MRT keine ionisierende Strahlung. Sie ist besonders nützlich zur Untersuchung von Weichteilen wie Gehirn, Muskeln, Gelenken und inneren Organen. Das Verfahren ist nicht-invasiv und kann dreidimensionale Bilder liefern, die Ärzten helfen, Diagnosen zu stellen und Behandlungspläne zu erstellen. Die MRT wird häufig in der Neurologie, Orthopädie und Onkologie eingesetzt.

Quellen

  • Magnetic Resonance Imaging (MRI) (ohne Datum) National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering. Verfügbar unter: https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/magnetic-resonance-imaging-mri (Zugegriffen: 28. Juni 2024).
  • DocCheck, M. B. (2003b) Kernspintomographie, DocCheck Flexikon. DocCheck Community GmbH. Verfügbar unter: https://flexikon.doccheck.com/de/Kernspintomographie (Zugegriffen: 28. Juni 2024).
  • Andreae, S. (Hrsg.). (2008). Lexikon der Krankheiten und Untersuchungen (2. Aufl.). Thieme.