Magnetresonanztomographie (MRT)

Magnetresonanztomographie (MRT)

Was ist MRT?

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine nicht-invasive Bildgebungstechnologie, die dreidimensionale detaillierte anatomische Bilder erzeugt. Es wird häufig zur Erkennung, Diagnose und Überwachung von Krankheiten eingesetzt. Es basiert auf einer hoch entwickelten Technologie, die die Richtungsänderung der Rotationsachse von Protonen im Wasser, aus dem lebende Gewebe bestehen, anregt und erfasst.

Wie funktioniert die MRT?

MRTs verwenden starke Magnete, die ein starkes Magnetfeld erzeugen, das Protonen im K√∂rper dazu zwingt, sich an diesem Feld auszurichten.¬†Wenn dann ein Hochfrequenzstrom durch den Patienten gepulst wird, werden die Protonen stimuliert und drehen sich aus dem Gleichgewicht, wobei sie sich gegen die Anziehungskraft des Magnetfelds dr√ľcken.¬†

Wenn das Hochfrequenzfeld ausgeschaltet ist, k√∂nnen die MRT-Sensoren¬†die Energie erfassen, die freigesetzt wird, wenn sich die Protonen mit dem Magnetfeld neu ausrichten.¬†Die Zeit, die die Protonen ben√∂tigen, um sich mit dem Magnetfeld neu auszurichten, sowie die freigesetzte Energiemenge √§ndern sich je nach Umgebung und chemischer Natur der Molek√ľle.¬†Anhand dieser magnetischen Eigenschaften k√∂nnen √Ąrzte den Unterschied zwischen verschiedenen Gewebetypen erkennen.

Um ein MRT-Bild zu erhalten, wird ein Patient in einen gro√üen Magneten gelegt und muss w√§hrend des Bildgebungsprozesses sehr ruhig bleiben, um das Bild nicht zu verwischen. Kontrastmittel (die h√§ufig das Element Gadolinium enthalten) k√∂nnen einem Patienten vor oder w√§hrend der MRT intraven√∂s verabreicht werden, um die Geschwindigkeit zu erh√∂hen, mit der sich Protonen mit dem Magnetfeld neu ausrichten. Je schneller sich die Protonen neu ausrichten, desto heller wird das Bild.

Wof√ľr wird die MRT verwendet?

MRT-Scanner eignen sich besonders gut zur Abbildung nicht knöcherner Teile oder Weichteile des Körpers. Sie unterscheiden sich von der Computertomographie (CT) dadurch, dass sie die schädliche ionisierende Strahlung von Röntgenstrahlen nicht nutzen. 

Das Gehirn, das R√ľckenmark und die Nerven sowie die Muskeln, B√§nder und Sehnen sind bei der MRT viel deutlicher zu sehen als bei normalen R√∂ntgen- und CT-Untersuchungen.¬†Aus diesem Grund wird die MRT h√§ufig zur Abbildung von Knie- und Schulterverletzungen eingesetzt.

Im Gehirn kann die MRT zwischen wei√üer und grauer Substanz unterscheiden und auch zur Diagnose von Aneurysmen und Tumoren verwendet werden.¬†Da die MRT keine R√∂ntgenstrahlen oder andere¬†Strahlung verwendet¬†, ist sie die Bildgebungsmodalit√§t der Wahl, wenn f√ľr die Diagnose oder Therapie eine h√§ufige Bildgebung erforderlich ist, insbesondere im Gehirn.¬†Die MRT ist jedoch teurer als die R√∂ntgenbildgebung oder die CT-Untersuchung.

Eine Art der spezialisierten MRT ist die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT). Diese dient zur Beobachtung von Gehirnstrukturen und zur Bestimmung, welche Bereiche des Gehirns bei verschiedenen kognitiven Aufgaben ‚Äěaktiviert‚Äú werden (mehr Sauerstoff verbrauchen). Es wird verwendet, um das Verst√§ndnis der Gehirnorganisation zu verbessern, und bietet einen potenziellen neuen Standard f√ľr die Beurteilung des neurologischen Status und des neurochirurgischen Risikos.

Gibt es Risiken bei MRT?

Obwohl die MRT nicht die¬†ionisierende Strahlung¬†emittiert, die¬†in der R√∂ntgen- und CT-Bildgebung zu finden ist, verwendet sie ein starkes Magnetfeld.¬†Das Magnetfeld erstreckt sich √ľber die Maschine hinaus und √ľbt sehr starke Kr√§fte auf Gegenst√§nde aus Eisen, einigen St√§hlen und anderen magnetisierbaren Gegenst√§nden aus.¬†Es ist stark genug, um einen Rollstuhl durch den Raum zu schleudern.¬†Patienten sollten ihre √Ąrzte vor einem MR-Scan √ľber jede Form von Medizin oder Implantat informieren.

Bei einem MRT-Scan sollte Folgendes ber√ľcksichtigt werden:

  • Personen mit Implantaten, insbesondere solchen, die Eisen,¬†Herzschrittmacher, Vagusnervstimulatoren, implantierbare Kardioverter-Defibrillatoren, Schleifenrekorder, Insulinpumpen, Cochlea-Implantate, Tiefenhirnstimulatoren und Kapseln aus der Kapselendoskopie enthalten, sollten kein MRT-Ger√§t betreten.
  • Rauschen –¬†Lautes Rauschen, das √ľblicherweise als Klicken und Piepen bezeichnet wird, sowie eine Schallintensit√§t von bis zu 120 Dezibel in bestimmten MR-Scannern erfordern m√∂glicherweise einen besonderen Geh√∂rschutz.
  • Nervenstimulation¬†– Ein zuckendes Gef√ľhl resultiert manchmal aus den schnell geschalteten Feldern in der MRT.
  • Kontrastmittel –¬†Patienten mit schwerem Nierenversagen, die eine Dialyse ben√∂tigen, k√∂nnen eine seltene, aber schwerwiegende Krankheit namens nephrogene systemische Fibrose riskieren, die mit der Verwendung bestimmter Gadolinium-haltiger Mittel wie Gadodiamid und anderer verbunden sein kann.¬†Obwohl kein Kausalzusammenhang hergestellt wurde, empfehlen die aktuellen Richtlinien in den USA, dass Dialysepatienten nur dann Gadolinium-Mittel erhalten sollten, wenn dies erforderlich ist, und dass die Dialyse so bald wie m√∂glich nach dem Scan durchgef√ľhrt werden sollte, um das Mittel unverz√ľglich aus dem K√∂rper zu entfernen.
  • Schwangerschaft –¬†Obwohl keine Auswirkungen auf den F√∂tus nachgewiesen wurden, wird empfohlen, MRT-Untersuchungen vorsorglich zu vermeiden, insbesondere im ersten Schwangerschaftstrimester, wenn sich die Organe des F√∂tus bilden und Kontrastmittel, falls verwendet, in den Blutkreislauf des F√∂tus gelangen k√∂nnen
  • Klaustrophobie– Menschen mit selbst leichter Klaustrophobie k√∂nnen es schwierig finden, lange Scan-Zeiten im Ger√§t zu tolerieren.¬†Die Vertrautheit mit der Maschine und dem Prozess sowie Visualisierungstechniken, Sedierung und An√§sthesie bieten den Patienten Mechanismen zur √úberwindung ihrer Beschwerden.¬†Zus√§tzliche Bew√§ltigungsmechanismen umfassen das H√∂ren von Musik oder das Ansehen eines Videos oder Films, das Schlie√üen oder Abdecken der Augen und das Halten eines Panikknopfes.¬†Die offene MRT ist ein Ger√§t, das an den Seiten offen ist und kein an einem Ende geschlossener Schlauch, sodass der Patient nicht vollst√§ndig umgeben ist.¬†Es wurde entwickelt, um den Bed√ľrfnissen von Patienten gerecht zu werden, die sich mit dem engen Tunnel und den Ger√§uschen der traditionellen MRT nicht wohl f√ľhlen, und f√ľr Patienten, deren Gr√∂√üe oder Gewicht die traditionelle MRT unpraktisch macht.

Was sind Beispiele f√ľr NIBIB-finanzierte Projekte in der MRT?

Das Ersetzen von Biopsien durch gesunde chronische Lebererkrankungen und Leberzirrhose Millionen Menschen weltweit. Von NIBIB finanzierte Forscher haben eine Methode entwickelt, mit der Schallwellen in Bilder der Leber umgewandelt werden können. Diese Methode bietet einen neuen nicht-invasiven, schmerzfreien Ansatz, um durch Lebererkrankungen geschädigte Tumore oder Gewebe zu finden. 

Das Magnet-Resonanz-Elastographie (MRE) Ger√§t wird √ľber der Leber des Patienten platziert, bevor er das MRT-Ger√§t betritt.¬†Es pulsiert dann Schallwellen durch die Leber, die das MRT erfassen und zur Bestimmung der Dichte und des Gesundheitszustands des Lebergewebes verwenden kann.¬†Diese Technik ist sicherer und komfortabler f√ľr den Patienten und kosteng√ľnstiger als eine herk√∂mmliche Biopsie.¬†Da MRE sehr geringe Unterschiede in der Gewebedichte erkennen kann, besteht das Potenzial, dass es auch zur Erkennung von Krebs verwendet werden kann.

Neue MRT nur f√ľr Kinder

Die MRT ist m√∂glicherweise eine der besten Bildgebungsmodalit√§ten f√ľr Kinder, da sie im Gegensatz zur CT keine¬†ionisierende Strahlung aufweist das k√∂nnte m√∂glicherweise sch√§dlich sein.¬†Eine der schwierigsten Herausforderungen f√ľr MRT-Techniker besteht jedoch darin, ein klares Bild zu erhalten, insbesondere wenn der Patient ein Kind ist oder an einer Krankheit leidet, die ihn daran hindert, l√§ngere Zeit still zu bleiben.¬†Infolgedessen ben√∂tigen viele kleine Kinder eine An√§sthesie, was das Gesundheitsrisiko f√ľr den Patienten erh√∂ht.¬†

NIBIB finanziert Forschung, die versucht, eine robuste p√§diatrische K√∂rper-MRT zu entwickeln.¬†Durch die Erstellung einer speziell f√ľr kleinere K√∂rper hergestellten Kinderspule kann das Bild klarer und schneller wiedergegeben werden und erfordert weniger MR-Bedienerkenntnisse.¬†Dadurch werden MRTs f√ľr Kinder billiger, sicherer und verf√ľgbarer.¬†Die schnellere Bildgebung und Bewegungskompensation k√∂nnte m√∂glicherweise auch erwachsenen Patienten zugute kommen.

Ein anderer vom NIBIB finanzierter Forscher versucht, dieses Problem aus einem anderen Blickwinkel zu l√∂sen. Er entwickelt ein Bewegungskorrektursystem, das die Bildqualit√§t f√ľr MR-Untersuchungen erheblich verbessern k√∂nnte. Die Forscher entwickeln ein optisches Verfolgungssystem, mit dem die MRT-Impulse in Echtzeit an √Ąnderungen der Pose des Patienten angepasst und angepasst werden k√∂nnen. Diese Verbesserung k√∂nnte die Kosten senken (da aufgrund der schlechten Qualit√§t weniger wiederholte MR-Untersuchungen stattfinden m√ľssen) sowie die MRT f√ľr viele Patienten, die nicht in der Lage sind, f√ľr die Untersuchung still zu bleiben, zu einer praktikablen Option machen und die Menge der f√ľr die MR verwendeten An√§sthesie verringern Pr√ľfungen.

Bestimmung der Aggressivität eines Tumors

Die traditionelle MRT kann im Gegensatz zu PET oder SPECT keine Stoffwechselraten messen.¬†Von NIBIB finanzierte Forscher haben jedoch einen Weg gefunden, Prostatakrebspatienten spezialisierte Verbindungen (hyperpolarisierter Kohlenstoff 13) zu injizieren, um die Stoffwechselrate eines Tumors zu messen.¬†Diese Informationen k√∂nnen ein schnelles und genaues Bild der Aggressivit√§t des Tumors liefern.¬†Die √úberwachung des Krankheitsverlaufs kann die Risikoprognose verbessern, was f√ľr Prostatakrebspatienten von entscheidender Bedeutung ist, die h√§ufig abwarten.

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