Untitled - HerrSchlachter.de
Werbung
Kernspin- oder Magnetresonanztomographie (NMR oder MRT) ist ein Diagnoseverfahren, das räumliche Informationen erzeugt. Im Gegensatz zur CT basiert es auf emStrahlung im Funkfrequenzbereich, arbeitet also ohne ionisierende Strahlung. Anwendungen: Neben Medizin auch Archäologie oder Werkstoffforschung Der Körper befindet sich in einem starken, inhomogenen Magnetfeld. Zur Messung wird eine kurze em-Welle ausgesendet Die Atomkerne (hauptsächlich von Wasser) im Körper reagieren, indem sie selbst eine em-Welle aussenden, die vom Messgerät empfangen wird. Durch das imhomogene Magnetfeld fällt die Antwort je nach Körperstelle anders aus, so dass die Signale getrennt und als räumliche Information ausgewertet werden können. Wir betrachten die Atomkerne von Wasserstoff, die nur aus 1 Proton bestehen. Jedes Proton besitzt einen sog. Spin (Kernspin), den man sich als Drehung um die eigene Achse vorstellen kann (ähnlich z.B. der Erde). Proton Drehachse bleibt immer gleich (kein Beenden der Drehung, kein Schneller-/Langsamerwerden nur die Drehachse (Spinvektor) kann verändert werden Erzeugt ein magnetisches Feld (Spinmagnet) ähnlich dem eines Stabmagneten Kerne mit Spin wirken wie drehbare Stabmagnete Ohne äußeres Magnetfeld Die Drehachsen sind zufällig ausgerichtet Die Magnetfelder aller Kerne heben sich daher gegenseitig auf Keine Magnetisierung Mit äußerem Magnetfeld Die Drehachsen richten sich nach dem Magnetfeld aus (in Richtung oder in Gegenrichtung der Feldlinien) Ausrichtung nicht 50:50 sondern etwas mehr Drehachsen zeigen in Richtung der Feldlinien Die Anzahl hängt von der Feldstärke ab (bei 1 Tesla ca. 0,0006%) Schwache Magnetisierung Wasserstoffkerne im Körper (und auch andere, z.B. Kohlenstoff) tragen einen Kernspin, der ein kleines Magnetfeld erzeugt Dieser richtet sich nach einem äußeren Feld aus (parallel oder antiparallel), je nach Feldstärke mit einem leichten Überschuss in parallele Richtung Nur dieser kleine Anteil an Kernen spielt für die NMR-Messung eine Rolle Bringt man einen Spielzeugkreisel aus dem Gleichgewicht, bewegt sich seine Spitze während der Drehung kreisförmig um die vorherige Drehachse (Präzession) Bringt man die ausgerichteten Kernspins aus dem Gleichgewicht, so präzessieren sie wie ein Kreisel. Die Geschwindigkeit der Drehung (Larmorfrequenz) hängt von der Stärke des Magnetfeldes und vom Kerntyp ab. Wichtig: Bei der Präzession sendet der Kern elektromagnetische Strahlung aus, deren Frequenz von der Larmorfrequenz abhängt. Bsp: Bei 1Tesla beträgt die LF ca. 42MHz Der Körper liegt in einem starken Magnetfeld, daher sind die Spins parallel bzw. antiparallel ausgerichtet mit leichtem Überschuss. Durch einen kurzen Strahlungsimpuls mit der passenden Frequenz (Larmorfrequenz) werden die Kernspins aus dem Gleichgewicht gebracht und präzessieren dann. Bei der Präzession geben sie selbst für kurze Zeit Strahlung ab, die mit Magnetspulen detektiert wird (Induktion). Danach sind sie wieder im Magnetfeld ausgerichtet. http://www.bigs.de/BLH/de/images/stories/techn ik/anim/mrt/haupt.swf Das Element und dessen chemischer Bindungszustand können erkannt werden an: Der abgegebenen Strahlungsfrequenz Der Strahlungsdauer Je nachdem, was im Bild gut sichtbar sein soll (Wassergehalt, Element, Dichte…), können die Faktoren unterschiedlich stark eingerechnet werden. Bei der bisher beschriebenen Methode erhält man ein Signal aller Kerne im Körper ohne räumliche Zuordnung Erinnerung: Die Frequenz der abgegebenen Strahlung ist abhängig von der Feldstärke Durch ein Magnetfeld, dessen Stärke an jeder Raumposition unterschiedlich ist, erhalten die Kerne je nach Lage unterschiedliche Larmorfrequenzen Je nach anregender Frequenz wird nun eine unterschiedliche „Schicht“ im Körper angesprochen Die detektierte Strahlung stammt dann nur von Kernen der ausgewählten Schicht Wie trennt man die Signale der Kerne innerhalb der Schicht? Zur Erstellung eines kompletten räumlichen Modells werden die Schichten zusammengesetzt.
