Wie funktionieren MRT-Geräte?

MRT – kurz für Magnetresonanztomographie – Maschinen verwenden Hochleistungsmagnete, um unglaublich detaillierte Bilder des Körpers zu erstellen. Ein starker Primärmagnet erzeugt ein Magnetfeld, das viel stärker ist als das von der Erde abgegebene Magnetfeld. Das starke Magnetfeld bewirkt, dass sich die reichlich vorhandenen Wasserstoffatome in unserem Körper gleichmäßig entlang des Randes des Magnetfelds anordnen. Dann pulsieren kleinere Gradientenmagnete mit chirurgischer Präzision Magnetfelder, die die Wasserstoffatome streuen und sie in verschiedene Richtungen drehen lassen. Da das primäre Magnetfeld die Wasserstoffatome in ihre gleichmäßige Formation zurückzieht, geben ihre Bewegung und ihre abwechselnden Drehrichtungen Energie ab, die als Resonanz bezeichnet wird und mit Hilfe von Radiofrequenzen in Bilder übersetzt werden kann.

MRT-Geräte sind röhrenförmig und haben eine Öffnung, die gerade groß genug ist, damit eine Person hineinpasst. Bilder, die durch Magnetfelder interpretiert werden, sind unglaublich anfällig für Verzerrungen durch Bewegungen. Daher müssen die Patienten während des Scanvorgangs so nah wie möglich an vollkommener Stille bleiben. Für manche Personen kann dies ziemlich schwierig und unangenehm sein, da der Scanvorgang bis zu einer Stunde oder länger dauern kann. Durch die Rotation verschiedener Magnete ist der Vorgang auch recht laut. Um Patienten zu helfen, sich die Zeit zu vertreiben, ohne schreckliche Klackgeräusche zu hören, erlauben Ärzte den Patienten oft, ein Headset zum Musikhören zu tragen.

MRT-Scans können mit einer Vielzahl von Primärmagneten durchgeführt werden, um ein großes Magnetfeld zu erzeugen. Ein supraleitender Magnet, bestehend aus gewickeltem, elektrifiziertem Draht, ist einer der stärksten verwendeten Primärmagnete. Wenn Elektrizität durch Drähte geleitet wird, erzeugen sie Supraleitung, die zu einem beträchtlichen Magnetfeld führt. Ein supraleitender Magnet funktioniert jedoch nur, wenn die Drähte mit flüssigem Helium auf extrem kühlem Niveau – unter Null – gehalten werden.

Einige MRT-Scanner verwenden die gleichen elektrifizierten Spulen und Drähte wie für supraleitende Magnete, jedoch ohne das flüssige Helium, um sie zu kühlen. Auf diese Weise erzeugen die Spulen und Drähte einen Widerstandsmagneten und keinen supraleitenden Magneten. Ohne die Kühlwirkung des flüssigen Heliums wird die Supraleitung nicht erreicht; Stattdessen werden viel stärkere Elektrizitätsströme verwendet, um ein etwas schwächeres, aber immer noch wirksames Magnetfeld zu erzeugen. Die andere Art von Primärmagnet, die für MRI-Scans verwendet werden kann, ist ein Permanentmagnet. Permanentmagnete sind buchstäblich riesige Magnete, die ständig ein Magnetfeld abgeben. Aufgrund ihrer Größe und ihres Druckgewichts sind sie nicht die beliebteste Art von Magneten für den Einsatz in MRT-Geräten.

Gradientenmagnete können sich vollständig um den Körper einer Person drehen. Die kleineren Magnetfelder, die von Gradientenmagneten abgegeben werden, können mit erstaunlicher Präzision und Klarheit lokalisieren, welcher Teil des Körpers gescannt werden muss. Diese Magnete arbeiten in Verbindung mit Spulen und Drähten, die Radiofrequenzen aussenden, die auch Wasserstoffatome so beeinflussen, dass sie detaillierte Messwerte verschiedener Körperteile sammeln können. Diese Kombination aus Magnetfeldern und Funkfrequenzen ermöglicht es Experten, „Schnitte“ des Körpers einer Person aus jedem Winkel zu scannen und so einen unvergleichlichen Einblick in das Innere des Körpers zu erhalten.

Obwohl die MRT-Untersuchung anderen Untersuchungsmethoden in vielerlei Hinsicht überlegen ist, ist die mühsame Bedienung von MRT-Geräten nicht unbedingt erforderlich, um die meisten Verletzungen zu erkennen. Knochenbrüche zum Beispiel zeigen sich oft recht deutlich auf Röntgenbildern, die weit weniger aufwändig und teuer zu operieren sind. Was Röntgenstrahlen jedoch nicht so gut aufnehmen können, sind Weichteilbilder. Für diese sind MRT-Geräte eine der am meisten bevorzugten Methoden zum Scannen von Bildern.
MRT-Geräte sind in der Lage, überall im Körper detaillierte Bilder von Weichteilen zu liefern. Damit eignen sie sich ideal zur Erkennung von Weichteilerkrankungen wie Hirnblutungen, Brustkrebs und Bandverletzungen. Ein weiterer Vorteil von MRT-Geräten ist, dass sie keine Strahlung abgeben. Obwohl sich die Strahlung von Scanmethoden wie Röntgen nicht als schädlich erwiesen hat, gibt es den Patienten oft eine gewisse Sicherheit, zu wissen, dass sie keiner Strahlung ausgesetzt sind.

Aufgrund der starken Magnetfelder, die von MRT-Geräten erzeugt werden, müssen diese sorgfältig unter strenger Aufsicht betrieben und bestimmte Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um Verletzungen zu vermeiden. Patienten, die sich einer MRT-Untersuchung unterziehen, dürfen keine metallischen Gegenstände an ihrem Körper tragen und sie müssen angeben, ob ihnen jemals metallische Gegenstände chirurgisch in den Körper eingeführt wurden. Selbst Räume, in denen MRT-Geräte untergebracht sind, müssen während des Betriebs frei von losen metallischen Gegenständen sein, da magnetische Felder bekanntermaßen Gegenstände aus einem beträchtlichen Umkreis anziehen.