strukturelle MRT

Was ist die strukturelle Magnetresonanztomographie?

Strukturelle Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein nicht-invasives, bildgebendes Verfahren, mit dem Informationen über die Feinstruktur innerer Organe und Gewebe, z.B. des Gehirns, gewonnen werden kann. Mithilfe starker Magnetfelder und Radiowellen lassen sich Gewebsstrukturen detailliert darstellen. Im Gegensatz zu Röntgenaufnahmen oder CT-Scans ist man bei einer MRT-Untersuchung keiner Strahlenbelastung ausgesetzt. In der Klinik kommt MRT bei einer Vielzahl von Fragestellungen zum Einsatz und erlaubt die verbesserte Diagnose von z.B. Hüft – oder Knieverletzungen, da die Strukturen so wesentlich klarer visualisiert werden können. In der neurowissenschaftlichen Forschung wurde mithilfe von MRT Aufnahmen die Visualisierung des zentralen Nervensystems im lebenden Organismus entscheidend verbessert.

Wie funktioniert eine MRT?

Die Magnetresonanztomographie basiert auf dem physikalischen Prinzip der Kern-Spin-Resonanz. Normalerweise sind Wasserstoffatome (Protonen) zufällig in Stoffen, also auch in den verschiedenen Zelltypten des Gehirns, angeordnet. Im MRT wird ein starkes, gleichmäßiges Magnetfeld eingesetzt, um die Ausrichtung der Wasserstoffatome im Gehirn zu harmonisieren. Diese Ausrichtung (oder Magnetisierung) wird anschließend durch die Zufuhr von externer Hochfrequenzenergie (Radioimpulse) gestört und unterbrochen. Ist der Radioimpuls vorüber, kehren die Wasserstoffatome in ihre Ruheausrichtung zurück und senden dabei ein schwaches elektrisches Signal aus, basierend auf der Induktion. Diese Signale können zur Generierung von Bildern des Gehirns durch einen Computer genutzt werden. Da die Gewebearten im Gehirn (graue Substanz, weiße Substanz, Cerebrospinalflüssigkeit) unterschiedlich viele Wasserstoffatome beinhalten, sind die von ihnen ausgehenden Signale ebenfalls unterschiedlich und erlauben so die Berechnung hochauflösender  dreidimensionaler Darstellungen anatomischer Strukturen.

Warum ist es im MRT Scanner so laut?

In jedem MRT-Gerät gibt es mehrere Magneten. Geräusche entstehen, wenn Magnetfelder in hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet werden, um so die Radioimpulse zu erzeugen und wenn Magnete eine entgegengesetzte Kraft aufeinander ausüben. Die Geräusche sind nicht schädlich, aber manche Menschen empfinden sie als störend. Um den Lärm zu dämpfen werden daher in der Regel während der Untersuchung Kopfhörer zur Verfügung gestellt.

Ist MRT gefährlich?

MRT-Untersuchungen sind für fast alle Menschen unbedenklich. Die starken Magneten stellen jedoch ein Sicherheitsrisiko für Personen dar, die metallische Elemente in ihrem Körper haben. Beispiele dafür sind metallische Zahnspangen, Gelenkprothesen, künstliche Herzklappen, Herzschrittmacher oder implantierte Nervenstimulatoren.

Was untersuchen wir?

Obwohl jedes gesunde Gehirn dieselben Strukturen („Bauteile“) aufweist, variieren diese in ihrer Größe auf natürliche Weise von Mensch zu Mensch. Mithilfe von strukturellen MRT Aufnahmen können wir diese Größenunterschiede berechnen. Der Abbau von bestimmten Gehirnstrukturen ist dabei ein Kernmarker degenerativer Krankheiten wie der Alzheimer Demenz. Beispielsweise findet man bei Alzheimer Patienten einen kleineren Hippocampus im Vergleich zu gesunden Personen. Da die Neurodegeneration des Hippocampus über viele Jahrzehnte voranschreitet, noch bevor eigentliche Einschränkungen im Verhalten der Patienten auftreten, könnten Veränderungen in der Größe des Hippocampus ein frühzeitiger Marker für diese Krankheit sein. An unserem Lehrstuhl forschen wir daran, die Vorhersagekraft solcher MRT-basierten Marker für die Alzheimer Demenz zu verbessern.