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Kernspintomographie
Das magnetische Auge der Medizin
Seit der Entdeckung durch F. Bloch und E. Purcell im Jahre 1946 finden die magnetischen Kernresonanzverfahren unter ständiger Weiterentwicklung in der Chemie und der Physik Verwendung. Sie werden hauptsächlich eingesetzt für die Aufklärung der Molekularstrukturen.
Technische Verbesserungen erhöhen Auflösung und Empfindlichkeit der Methode. Seit 1972 sind Techniken in Entwicklung, die eine räumliche Zuordnung der Kernresonanzsignale innerhalb der untersuchten Gewebe und Organe zulassen. Erst die Entwicklung grosser Magnete ermöglichte es, auch den menschlichen Körper zu erforschen. Seit über 20 Jahren werden auch komplexe biologische Prozesse am Menschen erforscht.
Die Funktionsweise
Das Magnetic Resonance Imaging (MRI) ist ein bildgebendes Verfahren, welches ohne Verwendung von Röntgenstrahlen in jeder beliebigen Richtung Schnittbilder durch den menschlichen Körper erzeugt. Es beruht auf dem bildmässigen Erfassen von elektromagnetischen Schwingungen, die von natürlichen Wasserstoffkernen (Protonen) im menschlichen Körper nach Ausrichtung in einem statischen Magnetfeld ausgesandt werden.
Protonen sind geladene Elementarteilchen, ähnlich kleiner Stabmagnete, die sich um ihre eigene Achse drehen. Werden nun diese kleinen Magnete einer äusseren Radiowelle von einer bestimmten Frequenz ausgesetzt, so verhalten sie sich wie kleine Kreisel die seitlich angestossen werden. Die Auslenkung der Protonenachse wird von der Dauer und Stärke der einwirkenden Radiowellen bestimmt. Wird diese äussere Einwirkung unterbrochen, so richten sich die Protonen nach und nach wieder in die feldlinienparallele Ausrichtung des statischen Magnetfeldes zurück.
Genaue Unterscheidung
Protonen kommen in Wasssermolekülen, aber auch in anderen chemischen Substanzen wie Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten vor; die Wiederaufrichtungszeit ihrer Drehachsen hängt somit von ihrem jeweiligen Molekularverband ab. Die so messbaren gewebsspezifischen t1- und t2 - Zeiten erlauben eine unvergleichlich genaue Unterscheidung verschiedenster Weichteile.
Da über 80 % des Volumens eines Menschen aus Weichteilen Besteht, ist die Bedeutung des MRI für die moderne medizinische Diagnostik offensichtlich. Muskeln, Sehnen, Bänder, Nerven, Gefässe aber auch unterschiedliche Gewebsverbände in komplexen Organen wie dem Gehirn, können heute schon auf frühe Anzeichen einer Erkrankung hin untersucht werden.
Fast alle Körperteile und Organe lassen sich heute mit dem MRI zuverlässig abbilden; krankhafte Veränderungen können rasch, komplikationslos und oft besser als mit herkömmlichen bildgebenden Verfahren diagnostiziert werden.
Am meisten ist MRI geeignet für..
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Bilder mit freundlicher Genehmigung von Dr. med. J. Stahl, Homburg/Saar