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Magnetresonanztomografie

Letzte Aktualisierung: 6.11.2024

Zusammenfassungtoggle arrow icon

Die Magnetresonanztomografie (MRT) ist ein bildgebendes Verfahren, das aufgrund seiner hohen Kontrastauflösung besonders geeignet ist, Weichteilstrukturen und Nervengewebe detailliert darzustellen und zu beurteilen. Im Gegensatz zur Computertomografie (CT) arbeitet die MRT nicht mit Röntgenstrahlen oder anderen ionisierenden Strahlen, sondern mit einem starken Magnetfeld. Bei dieser Untersuchungsmethode sind keine Langzeitschäden bekannt, allerdings ist die MRT durch eine vergleichsweise längere Untersuchungsdauer gekennzeichnet. Zu beachten ist weiterhin, dass ferromagnetische Metalle mit dem Magnetfeld interagieren können, weshalb Patient:innen mit bestimmten Körperimplantaten keine MRT-Untersuchung erhalten dürfen. Besondere Vorteile hat die MRT in der erweiterten Schlaganfalldiagnostik, da Infarktgewebe früher dargestellt und Risikogewebe besser beurteilt werden kann als in der CT.

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Indikationtoggle arrow icon

Die MRT wird zur Darstellung und Beurteilung insb. von Weichgewebestrukturen genutzt und häufig bei der Differenzialdiagnostik von Erkrankungen, insb. auch bei der Tumordiagnostik, eingesetzt.

Die MRT ist insb. zur Beurteilung von Weichteilstrukturen und Nervengewebe geeignet!

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Kontraindikationtoggle arrow icon

Absolute Kontraindikationen [1][2][3][4]

  • Ferromagnetische Metalle: Bspw. Eisen, Nickel oder Cobalt
    • Ggf. Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des MRT
    • Metallclips
    • Metallsplitter in kritischer Lokalisation
    • Nicht-abnehmbare Piercings
  • Medizinische Implantate: Verletzungsgefahr durch Materialerwärmung oder -bewegung bzw. Funktionsverlust , bspw.

Relative Kontraindikationen [1][2][3][4]

Es werden die wichtigsten Kontraindikationen genannt. Kein Anspruch auf Vollständigkeit.

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Technischer Hintergrundtoggle arrow icon

Physikalische Grundlagen

  • Kernspin: Kreiselähnlicher Eigendrehimpuls eines Atomkerns um seinen Schwerpunkt
    • Abhängig von der Massenzahl
    • Abhängig von der Umgebung (Bindung)
    • Drehfrequenz typisch für ein Element
    • Entstehung eines magnetischen Momentes (Kerndipolmoment)
    • Variable Ausrichtung
  • Magnetfeld B0: Magnetische Flussdichte einer MRT
    • Feldstärke: Angabe in Tesla (T)
    • Ausrichtung: Meist parallel zur Längsachse
  • Ausrichtung der Kernspins im Magnetfeld
    • Häufiger parallele als antiparallel Ausrichtung zur Längsachse
    • Vektorsumme der überschüssigen Kernspins: Makroskopische Magnetisierung M
      • Parallel zum statischen Magnetfeld: Gleichgewichtszustand M0
      • Protonenanzahl↑ = Magnetisierung↑
  • Präzession: Zusätzliche Rotation eines bereits rotierenden Körpers unter dem Einfluss einer Drehimpulsänderung
  • Larmor-Frequenz: Geschwindigkeit der Präzessionsbewegung der Kernspins
    • Abhängig von Kernart und Magnetfeldstärke
    • Larmor-Gleichung: ω = B0 × γ
    • ω = Larmor-Frequenz in MHz, B0 = Stärke des Magnetfelds in Tesla, γ = gyromagnetisches Verhältnis der Kerne (Konstante spezifisch für ein Teilchen oder Kern), bspw. 42,6 MHz/T für 1H oder 10,7 MHz/T für 13C
    • Bspw. Magnetfeld von 1,5 T: Larmor-Frequenz von Protonen = ca. 63,9 MHz
  • Phase: Zeitliche Verschiebung von Kernspins
    • Außer Phase: Kernspins an unterschiedlichen Positionen
    • In Phase: Alle Kernspins an der gleichen Position

Prinzip der MRT [1][6][7]

Anregung der Protonen

  • Ausgangslage: Protonen befinden sich im Gleichgewichtszustand M0
  • HF-Impuls: Auslenkung der Kernspins durch einen Hochfrequenzimpuls
  • Kernspinresonanz: Effekt, bei dem Atomkerne elektromagnetische Wechselfelder eines externen Magnetfelds absorbieren oder emittieren und darauf mit einer Auslenkung ihrer Eigendrehimpulse (Kernspins) reagieren

Relaxation

  • Longitudinale Relaxation: MZ
    • T1-Zeitkonstante: Erreichen von 63% (1 - 1/e) der ursprünglichen Längsmagnetisierung
    • Dauer: 0,5–5 s
    • Spin-Gitter-Relaxation: Abgabe der durch den HF-Impuls aufgenommenen Energie an die Umgebung (sog. „Gitter“)
  • Transversale Relaxation: MXY
    • T2-Zeitkonstante: Absinken auf 37% (1/e) der zuvor erzeugten der Quermagnetisierung
    • Dauer: 0,1–0,3 s
    • Spin-Spin-Relaxation: Abnahme der Quermagnetisierung
    • T2*-Zeit: Kürzer als T2 durch zusätzlichen Verlust an Quermagnetisierung
      • Freier Induktionszerfall (engl. „free induction decay“, FID): Mit T2* abklingende Quermagnetisierung
      • Spinecho: MR-Signal nach erneuter Anregung durch einen 180°-Impuls
  • Longitudinale und transversale Relaxation: Unabhängige Prozesse
  • T1-Zeit > T2-Zeit > T2*-Zeit

Häufige Sequenzen

  • FLAIR-Sequenz : Unterdrückung des MR-Signals von Flüssigkeiten, um andere Gewebe besser darzustellen
    • Verlängerung der T1-Zeit durch einen vorgeschalteten Impuls
    • Anwendung: Insb. Neuroradiologie
  • STIR-Sequenz : Unterdrückung des MR-Signals von Fettgewebe
    • Neutralisierung des Signals von Fettgewebe zum Zeitpunkt des HF-Impulses
    • Anwendung: Insb. bei orthopädischen Fragestellungen
  • DWI-Sequenz : Darstellung von Gewebe mit eingeschränkter Diffusion
  • PWI-Sequenz : Darstellung von Gewebe mit eingeschränkter Perfusion
    • Intravenöse Injektion eines Kontrastmittelbolus, um die Gewebeperfusion besser darzustellen
    • Anwendung: Insb. bei der Diagnostik des Schlaganfalls

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Vorbereitungtoggle arrow icon

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Interpretation/Befundtoggle arrow icon

  • Schnittebenen [14]
  • Betrachtungsweise: Blick von kaudal auf axiale Schnittebene
  • Signalintensität: Charakteristisch für Gewebeart und Pathologie
    • Hyperintens = Signalstark → Erscheint hell
    • Hypointens = Signalarm → Erscheint dunkel
    • Isointens = Gleiche Signalstärke wie ein Vergleichsgewebe
Typische Beispiele für die Signalintensität der T1- und T2-Wichtung in der MRT
Wichtung Hyperintens Hypointens
T1-Wichtung
T2-Wichtung
*Beispiel: Eine Bandruptur würde sich als Diskontinuität und in der T2-Wichtung zusätzlich mit einer Signalanhebung infolge des Umgebungsödems zeigen

Sich bewegende Flüssigkeiten (z.B. Blut, Liquor) erscheinen in der T1- und T2-Wichtung dunkel, da es bei ausreichender Geschwindigkeit zu einer Signalauslöschung (sog. Flow Voids) kommt!

In der T1-Wichtung stellt sich Wasser hypointens dar, in der T2-Wichtung ist es hyperintens!

Merksprüche: „T1 und T2 ist wie Schwarz-Weiß-Sehen von Flüssigkeiten“ und „H2O ist in T2 hyperintens (hell)“ oder „viele Engländer:innen trinken schwarzen Tee mit Milch: Der Tee ist anfangs schwarz (T1) und wird durch die Milch (T2) weiß“!

AMBOSS-Video zur MRT-Befundung:

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Alternative Methodentoggle arrow icon

Magnetresonanzspektroskopie

  • Abkürzungen: MR-Spektroskopie, MRS
  • Definition: Verfahren, das den Spin von Protonen in unterschiedlichen Bindungen registrieren kann, und so Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und den Metabolismus des Gewebes gezogen werden können
  • Hintergrund
    • In der „normalen“ MRT-Bildgebung, wie sie oben beschrieben ist, werden nur Resonanzen aus dem Frequenzspektrum registriert, in dem sich die Spinfrequenz der Wasserstoffkerne befindet
    • Bei der MR-Spektroskopie wird der Frequenzbereich ausgedehnt
      • Es können auch die Spins von anderen Atomkernen registriert werden wie Kohlenstoff und Phosphor sowie der Spin von Wasserstoffkernen, die sich in anderen Bindungen befinden
      • Da der Spin der Atomkerne, wie bei der „normalen“ MRT auch, davon beeinflusst wird, welche Bindungen die Atome eingegangen sind, können auf diese Weise quantitative Aussagen über die Substanzen in einem bestimmten untersuchten Gewebe getroffen werden
  • Formen

Protonenspektroskopie [15]

Durchführung

  • Signal von Protonen in H2O-Bindung und Fetten wird unterdrückt
  • Signal von Protonen in anderen chemischen Bindungen kann registriert werden
  • Gängige Substanzen
    • N-Acetylaspartat (NAA)
    • Kreatin/Phosphokreatin (Cr)
    • Cholinhaltige Verbindungen (Cho)
    • Citrat

Anwendungsgebiete

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MRT während der Schwangerschafttoggle arrow icon

Die Unbedenklichkeit einer MR-Untersuchung bei Schwangeren wurde bisher nicht eindeutig bewiesen, daher sollte die Untersuchung nur unter strenger Indikationsstellung durchgeführt werden!

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Scrollbare MRTstoggle arrow icon

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