Magnetresonanz-Tomographie: Körperbilder ohne Strahlenbelastung

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Wenn andere bildgebende Verfahren wie Röntgen- oder Ultraschallaufnahmen nicht genug Details erkennen lassen, kann in vielen Fällen die Magnetresonanztomographie weiterhelfen. Denn sie liefert differenzierte Schichtaufnahmen. Und das in jeder gewünschten Ebene bis hin zu dreidimensionalen Bildern.

Die Magnetresonanztomographie (MRT, MR, Kernspintomographie, Kernspin-Resonanz-Tomographie, MRI = Magnet Resonance Imaging; griech.: tomos = Stück, Schnitte, Schicht) gehört – genauso wie Ultraschall, Röntgenaufnahmen und Computertomographie – zu den sogenannten bildgebenden Verfahren, die Aufnahmen aus dem Körperinneren liefern. Allerdings werden bei ihr weder Ultraschallwellen noch Röntgenstrahlen verwendet, sondern mithilfe von Magnetfeldern und hochfrequenten elektromagnetischen Wellen Schichtaufnahmen (Tomogramme) angefertigt, auf denen diverse Organe und krankhafte Veränderungen derselben (z.B. Tumore, Infektionsherde) sehr differenziert dargestellt werden. So genau, dass sogar Details von weniger als einem Millimeter Größe sichtbar sind.

Wie die MRT funktioniert

Die Magnetresonanztomographie, die in speziellen Instituten  oder Krankenhäusern durchgeführt wird, nutzt den sogenannten Kernspin (daher auch die Bezeichnung Kernspintomographie), die Eigenschaft von Atomkernen mit ungerader Protonen- oder Neutronenzahl, sich kreiselartig um die eigene Achse zu drehen (Spin = Eigendrehimpuls), sodass diese Atomkerne durch diese Bewegung einen magnetischen Impuls erfahren, d.h. zu winzigen Magneten werden. Das gilt auch für die unzähligen Wasserstoffatome im menschlichen Körper, deren Rotationsachsen allerdings normalerweise in unterschiedliche Richtungen zeigen. Ein sehr starker Magnet bei der MRT bringt die Wasserstoffatome dazu, sich zunächst parallel ausrichten.

Dann aber sorgen kurzzeitig ausgesandte Radiowellenimpulse mit einer festgelegten Wellenlänge und Stärke, die der Tomograph in die zu untersuchenden Teil des Körpers sendet, für eine Störung dieser Ordnung. Die dadurch quasi zum Wanken gebrachten Atome kehren danach wieder in die Ausgangsposition zurück. Während dieses Vorgangs (Relaxationszeit), strahlen die Wasserstoffatome selbst Energie in Form von Wärme ab, die vom Gerät erfasst wird. Aus den gesendeten Signalen errechnet ein Spezialcomputer Schnittbilder.

Auf diesen stellen sich je nach Signalstärke, die vom Gehalt an Wasserstoffteilchen abhängt, je nach Filterung der MR-Signale sowie Variierung von Magnetfeld und Radioimpulsen unterschiedliche Gewebearten kontrastreich entweder hell (schneller Wärmetransfer, z.B. Fettgewebe) oder dunkel (langsamer Wärmetransfer, z.B. Liquor) und vor allem Veränderungen äußerst detailliert dar. Mit gewissen Einschränkungen: Organe mit niedrigem Wassergehalt und damit einer geringeren Menge an Wasserstoffatomen wie z.B. Knochen oder die Lunge kann die MRT weniger gut sichtbar machen.

Weitere Vorteile außer der hohen Auflösung: Die Aufnahmen lassen sich in jeder gewünschten Ebene anfertigen, quer, längs oder schräg. Aus den Schnittbildern kann der Computer sogar ein dreidimensionales Bild konstruieren.

Untersuchungsablauf der MRT

Da ein MRT mit starken Magnetfeldern arbeitet, müssen vor der Untersuchung metallische Gegenstände wie Schmuck, Piercings, Uhren, Brillen, Hörgeräte, herausnehmbarer Zahnersatz, Zahn- und Haarspangen, Haarnadeln und Metallteile an der Kleidung (z.B. Gürtelschnallen) abgelegt, außerdem Chip- und Kreditkarten außerhalb des Untersuchungsraum gelagert werden. Einerseits zum Schutz des Patienten (Metallteile können heiß werden und die Haut verbrennen), andererseits um das kostspielige MRT-Gerät bzw. die Karten nicht zu beschädigen sowie sogenannte Artefakte (künstlich erzeugte Bildfehler) zu vermeiden. Noch wichtiger ist es, vor der Durchführung der Untersuchung den Arzt über allfällige Metallteile im Körper wie einen künstlichen Gelenkersatz, Schrauben in den Knochen, chirurgische Clips, Stents, künstliche Herzklappen, einen Herzschrittmacher, Metallsplitter, eine Verhütungsspirale sowie metallbeschichtete Wundverbände, Medikamenten- oder Nikotinpflaster zu informieren.

Der MRT-Scanner ist zumeist eine Röhre, in die der Patient auf einer Liege hineingefahren wird oder ein offenes System, bei dem sich aber die zu untersuchende Körperregion ebenfalls in einem ringförmigen Magnettunnel befindet. Während der maximal eine Stunde dauernden (hängt von der Fragestellung und des zu untersuchenden Körperbereichs ab) Tomographie, bei der mehrere Untersuchungssequenzen durchgeführt werden, sollte sich der Patient nicht bewegen, damit die Bildqualität nicht leidet. Das kann bei Kleinkindern oder Erwachsenen, die dazu nicht imstande sind, eine Narkose oder Sedierung (Gabe eines Beruhigungsmittels) bzw. bei einem Schädel-MR eine Kopffixierung erfordern. Bei bestimmten Fragestellungen kann zudem die (intravenöse) Verabreichung eines metallhaltigen Kontrastmittels (meist ein Gadolinium-Präparat) nötig sein, um den Kontrast zwischen verschiedenen Geweben zu erhöhen und krankhafte Veränderungen deutlicher sichtbar zu machen. Bei anderen Untersuchungen (z.B. Verdauungsorgane) darf Stunden vorher nichts gegessen werden. Über Lautsprecher oder Kopfhörer gibt der Arzt, der sich in einem Nebenraum befindet, das Verfahren steuert und den Patienten durch ein Fenster beobachtet, dem zu Untersuchenden bei Bedarf Anweisungen.

Läuft das Gerät, erzeugt es ziemlich laute Klopfgeräusche, die durch das schnelle Ein- und Ausschalten der Elektromagneten (Gradientenspulen) entstehen. Sie werden mittels Ohrenstöpsel oder Schallschutzkopfhörer, die der Patient bekommt, auf ein erträgliches Maß gedämpft. Der Lärm oder auch die eher enge Röhre kann bei empfindlichen Menschen (z.B. Klaustrophobie = Platzangst) Beklemmungsgefühle oder gar eine Panikattacke auslösen. Auch ist das bewegungslose Liegen für manche Patienten sehr unangenehm. Die Untersuchung kann jedoch jederzeit unterbrochen bzw. durch Gabe eines Beruhigungsmittels erleichtert werden.

Einsatzgebiete der MRT

Im Großen und Ganzen dient die Kernspintomographie vorwiegend als Alternative bzw. Ergänzung zu anderen diagnostischen Methoden, wenn diese keine genügend zuverlässigen Aussagen liefern. Und zwar der Feststellung bzw. dem Ausschluss von Krankheiten sowie der Überwachung von Therapieverläufen wie etwa der Früherkennung bestimmter Krebserkrankungen und Kontrolle der Krebsbehandlung. Das Verfahren eignet sich besonders gut zur Begutachtung des zentralen Nervensystems (Gehirn, Rückenmark), der Brustdrüse (z.B. Krebs), zur Untersuchung von inneren Organen, Blutgefäßen (z.B. Thrombosen, Fehlbildungen, Verschlüsse), Muskeln, Sehnen (z.B. Entzündungen, Degenerationen, Rupturen), Bändern und Knorpelstrukturen (z.B. Bandscheibendegenerationen). Geht es allerdings um knöcherne Strukturen oder die Lunge, sind klassische Röntgenaufnahmen und die Computertomographie der MRT in puncto Aussagekraft überlegen.

Inzwischen haben sich darüber hinaus spezielle Untersuchungsvarianten entwickelt wie z.B. die Perfusions-MRT (diffusionsgewichtete MRT, DW-MRT, z.B. zur Schlaganfalldiagnostik), funktionelle MRT (fMRI, Sauerstoffbedarfsmessung von Geweben), kinematische MRT (kMRI. Kinematik = Lehre der Bewegung im Raum), dynamische MRT-Untersuchung des Herzens (Cardio-MRT, Bewegungsablauf des schlagenden Herzens), MR-Spektroskopie (Stoffwechselbeurteilung von Geweben) oder MRCP (Magnetresonanz-Cholangiopankreatikographie: Darstellung der Gallen- und Bauchspeicheldrüsengänge).

Vor- und Nachteile

Schädliche Nebenwirkungen der Magnetresonanztomographie konnten bislang nicht nachgewiesen werden. Der bedeutendste Vorteil der MRT gegenüber anderen bildgebenden Verfahren außer der Detailgenauigkeit ist, dass sie nicht mit potenziell schädlichen Röntgenstrahlen arbeitet und deshalb im Prinzip so oft wie nötig wiederholt und auch bei Kindern und Schwangeren (zur Vorsicht: in den ersten drei Monaten nur in dringenden Fällen) eingesetzt werden kann.

Wird die Untersuchung mit Kontrastmittel durchgeführt wird, kann es aber – wenn auch nur selten – zu allergischen Reaktionen (Wärme- oder Kältegefühl, Kopfschmerzen, Unwohlsein, Kribbeln, Hautreizungen) auf die Substanz kommen. Bei hämodialysepflichtigen Patienten kann ein Gadolinium-haltiges Kontrastmittel zudem zur nephrogenen systemischen Fibrose führen, einer schweren, potenziell tödlich verlaufenden, krankhaften Vermehrung des Bindegewebes von Haut, Muskulatur und inneren Organen mit Knötchenbildungen, Hautverdickungen, Verhärtungen und dadurch bedingten Bewegungs- und Funktionseinschränkungen.

Patienten mit elektronischen Implantaten wie Herzschrittmachern, Defibrillatoren, Cochlea-Implantaten (Innenohrimplantaten), Insulin- oder eingebauten Schmerzmittelpumpen können nicht mit der MRT untersucht werden, da sonst die Elektronik der Geräte Schaden nehmen kann. Auch Metallsplitter in empfindlichen Organen (Hirn, Lunge, Auge) können u. U. eine MR-Untersuchung vereiteln, denn Metallteile am Körper oder in der Nähe des Magnetresonanztomographen können durch das starke Magnetfeld ins Gerät hineingezogen werden und dabei den Patienten verletzen (Geschosswirkung) und/oder den Tomographen beschädigen.

Metallhaltige Farbstoffe in (Permanent)-Make-ups oder Tätowierungen können Hautreizungen, Schwellungen und ein Wärmegefühl bis hin zu Verbrennungen erzeugen.