MRT-Scan (Magnetresonanztomographie): Erklärung, Anwendung, Vorteile und Nachteile

Die Magnetresonanztomographie (MRT) – auch als Kernspintomographie bekannt – ist eine medizinische Untersuchung und erzeugt gewissermaßen eine Karte der Wasserstoffatome im Körper. Wasserstoffatome sind ideal für die Magnetresonanztomographie, da sie ein einzelnes Proton und ein großes magnetisches Moment besitzen.

Vereinfacht gesagt besteht ein MRT-Scanner aus einem großen starken Magneten in dem der Patient liegt.

Das von den Magneten erzeugte Magnetfeld verursacht Resonanz von jedem Proton im Wasserstoffatom und die Maschine ist in der Lage, die Position des Protons zu bestimmen.

Da etwa 75% unseres Körpers aus Wassermolekülen bestehen, kann die MR-Bildgebung präzise und detaillierte Bilder der betrachteten Körperregion aufnehmen.

Das von jedem Zelltyp emittierte Signal ist unterschiedlich und ermöglicht die Identifizierung verschiedener Gewebearten, einschließlich Knochen, Gelenke, Muskeln und Knorpel. Abbildungen von jedem Körperteil können in jeder Ebene erhalten werden. Das MRT macht ein detailliertes “Bild” aller Wasserstoffmoleküle im Körper und wird zu einer genauen Darstellung dieser Körperregion berechnet.

Es gibt mehrere Arten von MRT, je nachdem, ob das Bild mit einem anderen Signalabfall aufgenommen wurde. Eine T1-gewichtete MRT erfasst den frühen Signalabfall, d. h. früh nach der Positionierung der Protonen. Eine T2-gewichtete MRT erfasst das späte Stadium des Signalabfalls oder nach einer geringen Protonenwanderung aus der ursprünglichen Resonanz.

Anwendung von MRT-Scans

MRT-Scans haben ein breites Anwendungsspektrum in der medizinischen Diagnostik.

Verwendungen umfassen:

1. Neuroimaging: Die MRT ist das Untersuchungsinstrument der Wahl bei neurologischen Krebserkrankungen, da sie bei kleinen Tumoren empfindlicher als ein CT ist und eine bessere Darstellung der hinteren Schädelgrube bietet. Der Kontrast zwischen grauer und weißer Substanz macht es zur optimalen Wahl für viele Erkrankungen des Zentralnervensystems, einschließlich demyelinisierender Erkrankungen (z. B. MS), Demenz, zerebrovaskuläre Erkrankungen, Infektionskrankheiten und Epilepsie.

2. Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT): Die fMRT basiert auf derselben Technologie wie die Magnetresonanztomographie (MRT), ein nichtinvasiver Test der ein starkes Magnetfeld und Radiowellen verwendet, um detaillierte Bilder des Körpers zu erstellen.

Aber anstatt Bilder von Organen und Geweben wie MRT zu erstellen, untersucht fMRT den Blutfluss im Gehirnum Aktivitätsbereiche zu erkennen. Diese Veränderungen des Blutflusses, die auf einem Computer erfasst werden, helfen Ärzten, mehr über die Funktionsweise des Gehirns zu erfahren und zeigen, welche Teile des Gehirns am aktivsten sind. Ein fMRT kann Gehirnprobleme erkennen, wie die Auswirkungen eines Schlaganfalls oder es kann zur Gehirnkartierung verwendet werden, wenn Sie eine Gehirnoperation wegen Epilepsie oder Tumoren benötigen.

3. Kardiale MRT-Flussvisualisierung: Die kardiale MRT ergänzt andere bildgebende Verfahren wie Echokardiographie, Herz-CT und Nuklearmedizin. Zu seinen Anwendungen gehören die Beurteilung der Myokardischämie und -lebensfähigkeit, Kardiomyopathien, Myokarditis, Eisenüberladung, Gefäßerkrankungen und angeborene Herzkrankheiten.

Magnetresonanzangiographie: (normalerweise abgekürzt als MR-Angiographie oder MRA) ist eine Alternative zur konventionellen Angiographie und CT-Angiographie, die ionisierende Strahlung und jodhaltige Kontrastmittel überflüssig macht, manchmal auch reine Kontrastmittel. Es hat sich zu mehreren Techniken mit unterschiedlichen Vorteilen und Anwendungen entwickelt – kontrastverstärkte MR-Angiographie (MRA).

4. Muskuloskeletal: Anwendungen im Bewegungsapparat umfassen die Bildgebung der Wirbelsäule, die Beurteilung von Gelenkerkrankungen und Weichteiltumoren.

5. Onkologie: Die MRT ist die Untersuchung der Wahl beim präoperativen Staging von Dickdarm- und Prostatakrebs und spielt eine Rolle bei der Diagnose, dem Staging und der Nachsorge anderer Tumoren. Krebsgewebe enthält mehr Wasser als gesundes Gewebe. Das überschüssige Wasser schwingt länger in einem MRT-Gerät mit, wodurch sich der Tumor im erzeugten Bild vom umgebenden Gewebe unterscheidet.

6. Leber- und Magen-Darm-MRT: Die hepatobiliäre MRT wird verwendet um Läsionen der Leber, der Bauchspeicheldrüse und der Gallengänge zu erkennen und zu charakterisieren. Extrazelluläre Kontrastmittel werden häufig bei der Leber-MRT verwendet und neuere hepatobiliäre Kontrastmittel bieten auch die Möglichkeit eine funktionelle Gallenbildgebung durchzuführen.

Vorteile und Nachteile von MRT

Vorteile der MRT

• Möglichkeit der Bildgebung ohne ionisierende Röntgenstrahlen, im Gegensatz zum CT-Scannen
• Bilder können in mehreren Ebenen (axial, sagittal, koronal oder schräg) aufgenommen werden, ohne den Patienten neu zu positionieren. CT-Bilder können erst seit relativ kurzer Zeit in mehreren Ebenen mit gleicher räumlicher Auflösung rekonstruiert werden (d.h. isotrope Voxel)
• MRT-Bilder zeigen einen überlegenen Weichteilkontrast im Vergleich zu CT-Scans und einfachen Röntgenaufnahmen, was sie zur idealen Untersuchung von Gehirn, Wirbelsäule, Gelenken und anderen Weichteilkörperteilen macht
• einige angiographische Bilder können im Gegensatz zu CT oder konventioneller Angiographie ohne Verwendung von Kontrastmaterial aufgenommen werden
• fortschrittliche Techniken wie Diffusion, Spektroskopie und Perfusion ermöglichen eine präzise Gewebecharakterisierung statt nur einer „makroskopischen“ Bildgebung
• funktionelle MRT ermöglicht die Visualisierung aktiver Teile des Gehirns während bestimmter Aktivitäten und auch das Verständnis der zugrunde liegenden Netzwerke

Nachteile der MRT

• MRT-Scans sind teurer als CT-Scans

Die Aufnahme von MRT-Scans dauert wesentlich länger als die von CT und der Patientenkomfort kann ein Problem sein, das möglicherweise verschlimmert wird durch:

• Die MR-Bildaufnahme ist im Vergleich zur CT verrauscht
• Der Aufbau bzw. die Apparatur von MRT-Scannern sind in der Regel geschlossener als bei CT mit der damit verbundenen Klaustrophobie. Hinweis: Die Entwicklung von offenen MRT-Geräten hat die Erfahrung für Kinder und Personen mit Klaustrophobie-Symptomen angenehmer gemacht.
• MRT-Bilder unterliegen einzigartigen Artefakten, die erkannt und gemildert werden müssen (siehe MRT-Artefakte).
• Die MRT-Untersuchung ist für Patienten mit einigen Metallimplantaten und Fremdkörpern nicht sicher.
• Sicherheitsmaßnahmen müssen sorgfältig beachtet werden, um schwere Verletzungen von Patienten und Personal zu vermeiden und dies erfordert spezielle MRT-kompatible Geräte und die strikte Einhaltung der Sicherheitsprotokolle (siehe MRT-Sicherheit).

Häufig verwendete Begriffe mit MRT

T1- und T2-Bilder zeigen unterschiedliche Gewebe basierend auf dem Timing der HF-Pulse. Die wichtigsten Unterschiede zwischen den beiden sind:

• T1 – EIN Gewebe ist hell: Fett
• T2 – ZWEI Gewebe sind hell: Fett und Wasser (WW2 – Wasser ist weiß in T2)
• T1 ist das „anatomischste“ Bild. Umgekehrt ist die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit (CSF) in T2 aufgrund ihres Wassergehalts hell.
• T2 wird im Allgemeinen am häufigsten verwendet, aber T1 kann als Referenz für anatomische Strukturen oder zur Unterscheidung zwischen hellen Signalen von Fett und Wasser verwendet werden.

Zusätzliche Funktionen von T1/T2-gewichteten Bildern:

• Fettunterdrückt (FS): Das Fettsignal kann unterdrückt werden, um eine bessere Sicht auf Pathologien in und um anatomische Strukturen – insbesondere Ödeme – zu ermöglichen. Dies ist nützlich bei Nebennierentumoren oder Knochenmarkspathologien, bei denen das Bild aufgrund des Fettgehalts mit dem umgebenden Gewebe homogen erscheint.
• Gadolinium-verstärkt (Gad): Gadolinium verbessert das Gefäßsystem (z. B. Arterien) oder pathologisch-vaskuläre Gewebe (z. B. intrakranielle Metastasen, Meningeome). Bei diesem Verfahren werden 5-15 ml Kontrastmittel intravenös injiziert, wobei kurz danach Bilder aufgenommen werden. Gadolinium erscheint im Signal hell und ermöglicht die Erkennung detaillierter Anomalien (z. B. intrakranielle Pathologien).

Was ist bei einem MRT verboten

Ein MRT darf nicht durchgeführt werden wenn sie folgende Elemente am oder im Körper tragen bzw. solche sich im Untersuchungsraum befinden:

• Herzschrittmacher
• Aneurysma-Clips
• Cochlea-Implantate
• orbitale Fremdkörper
• Projektile im Raum (einschließlich Sauerstoffflaschen, Infusionsständern, Stethoskopen, Haarnadeln usw.)

Unterschied zwischen MRT und CT

Wie die CT erzeugt die MRT traditionell ein zweidimensionales Bild einer dünnen “Schicht” des Körpers und wird daher als tomographisches Bildgebungsverfahren angesehen. Moderne MRT-Instrumente sind in der Lage, Bilder in Form von 3D-Blöcken zu erzeugen, was als eine Verallgemeinerung des einschichtigen, tomographischen Konzepts angesehen werden kann.

Im Gegensatz zur CT werden bei MRT-Scans keine Röntgenstrahlen verwendet, sodass die möglichen Bedenken im Zusammenhang mit Röntgenbildern und CT-Scans (die Röntgenstrahlen verwenden) nicht mit MRT-Scans verbunden sind. Da beispielsweise die MRT erst seit den frühen 1980er Jahren verwendet wird, sind keine Langzeitwirkungen einer Exposition bei starken statischen Feldern bekannt (dies ist Gegenstand einiger Diskussionen; siehe „Sicherheit“ bei der MRT) und daher es gibt keine Begrenzung für die Anzahl der Scans, denen eine Person unterzogen werden kann (im Gegensatz zu Röntgen und CT-Scans). Es gibt jedoch gut identifizierte Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit der Gewebeerwärmung durch die Exposition gegenüber dem HF-Feld und dem Vorhandensein von implantierten Geräten im Körper wie z. B. Herzschrittmachern. Diese Risiken werden im Rahmen des Gerätedesigns und der verwendeten Scanprotokolle streng kontrolliert.

Da CT und MRT empfindlich auf unterschiedliche Gewebeeigenschaften reagieren, unterscheidet sich das Erscheinungsbild der mit den beiden Techniken erhaltenen Bilder deutlich. Bei der CT müssen Röntgenstrahlen durch eine Form von dichtem Gewebe blockiert werden um ein Bild zu erstellen, sodass die Bildqualität bei der Betrachtung von Weichgeweben schlecht ist. Während in der MRT jeder Kern mit einem Nettokernspin verwendet werden kann, bleibt das Proton des Wasserstoffatoms das am weitesten verbreitete, insbesondere im klinischen Umfeld, da es so allgegenwärtig ist und ein großes Signal zurücksendet. Dieser Kern der in Wassermolekülen vorhanden ist, ermöglicht den erzielbaren hervorragenden Weichteilkontrast.

Zusammenfassung

• MRTs sind ein überlegenes bildgebendes Verfahren zur Betrachtung von Weichgeweben.
• T1- und T2-gewichtete Bilder (siehe unten) repräsentieren die Kerntypen von MR-Bildern.
• T1- und T2-Bilder können angepasst werden: fettunterdrückte, gadoliniumverstärkte und Inversionserholung.
• Die verschiedenen Sequenzen sagen Ihnen, was sich in der Läsion befindet und wie sie sich verhält. Anhand dieser Merkmale, der Lokalisation der Läsion und der klinischen Anamnese können Ärzte eine Diagnose stellen