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Magnetresonanz-Tomographie (MRT)
Magnetic resonance imaging (MRI)
MRT beruht auf dem Effekt der Magnetischen
Kernspinresonanz (Nuclear magnetic resonance – NMR).
Dieser Effekt tritt bei einigen Atomkernen auf; für die
medizinische Bildgebung ist aber bis heute vor allem das
Wasserstoffatom wichtig.
Wasserstoff
Das einfache Wasserstoffatom (H) besteht aus dem
Atomkern (= 1 Proton, p+) und der Hülle (= 1 Elektron, e-)
H-Atom
(Größenverhältnisse stimmen nicht!)
Proton
Eigendrehimpuls = Spin
 Magnet (magnetisches Moment)
 Mechanischer Kreisel
p+
p+
e-
N
N

S
S
Jedes Proton verhält sich wie ein kleiner Magnet und mechanisch wie ein Kreisel.
Wirkung eines magnetischen Feldes
Wie reagiert ein Proton, wenn ein magnetisches Feld eingeschaltet wird?
Mechanischer Kreisel
Proton (= Magnet und Kreisel)
+ Schwerkraft
+ Magnetfeld
 Präzessionsbewegung
 Präzessionsbewegung des Protons
N
S
Das Proton versucht sich in Feldrichtung auszurichten
Larmor-Frequenz
Die Anzahl der Rotationen/sek in der Präzessionsbewegung
nennt man Larmor-Frequenz 0 :
0 = 2.f0 = .B0
: gyromagnetisches Verhältnis (Protonen: 42,58 MHz/Tesla)
B0: Stärke des Magnetfeldes (in Tesla)
Die Larmor-Frequenz ist der magnetischen Feldstärke
proportional.
Magnetisierung des Gewebes
Das äußere Magnetfeld B0 richtet die Protonen (wie
Kompassnadeln) aus und erzeugt eine geringfügige
Magnetisierung des Gewebes
B0
Magnetisierung
des Gewebes
Hochfrequenzwelle
Durch eine elektromagnetische Welle (Radiowelle) mit der LarmorFrequenz kann dem Proton Energie zugeführt werden  Übergang von
der parallelen Ausrichtung in antiparallel (Resonanz).
B0
Magnetisierung
des Gewebes
 Tatsächlich verschiebt sich ein dynamisches Gleichgewicht
Synchronisierung der Präzession
Während der Einstrahlung der HF-Welle werden die Präzessionsbewegungen der Protonen synchronisiert (gleiche Phasenlage).
Klappt man Längsmagnetisierung um 90° (Mz=0), rotiert ein
resultierender magnetischer Vektor in x-y-Ebene 
Quermagnetisierung
Beispiel
Aufnahme eines Kopfes
(coronar) mit starker T2Gewichtung (TE=60 ms) und
hochaufgelöster Bildmatrix (390
x 512).
Flüssigkeiten (CSF, Ödem, etc.)
zeigen hohe Signalintensität, im
Gegensatz zum Gewebe (grau)
oder Festkörper (Knochen =
schwarz).
Bildkontrast
Bildkontrast bei Protonendichte, T1-, und T2gewichteter Bildgebungsequenz. Man
erkennt deutlich die unterschiedlichen
Kontraste und Signalintensitäten.
Empirisch wurden für bestimmte
Untersuchungen optimierte Meßprotokolle
entwickelt.
PD-gew.,
TR=2200 ms;
TE=20 ms
T1-gew., TR=570 ms; TE=15 ms
T2-gew., TR=2200 ms; TE=80 ms
Bildvergleich
Knochen
Ödem (Flüssigkeit)
Ewing-Sarkom
CT
PD
T1
T2
Kontrastmittel
Zur besseren Darstellung werden in der MRT auch Kontrastmittel
eingesetzt, z.B. Gadolinium-Verbindungen (Paramagnetisches Gd3+).
T1-gew.
T1-gew. nach Kontrastmittel
Leberhämangiom