Magnetresonanztomographie (Kernspintomographie, MRT, MRI)

Magnetresonanztomographie, MRT
Die Magnetresonanztomographie wird seit mehr als 20 Jahren in der Medizin eingesetzt (04-08-13 © kristian sekulic / iStockphoto)

Bei der Magnetresonanztomographie, kurz MRT, handelt es sich um ein bildgebendes Verfahren, mit dem sich Organe und Gewebe sehr detailliert darstellen und auf etwaige Veränderungen hin beurteilen lassen. Die auch als Kernspintomographie bezeichnete Untersuchungsmethode nutzt dabei keine Röntgenstrahlen, sondern Magnetfelder und hochfrequente elektromagnetische Wellen.

Kurzfassung:

  • Mit einer Magnetresonanztomographie können, ähnlich wie bei der Computertomographie, genaue Schnittbilder des Körperinneren angefertigt werden, wobei keine Röntgenstrahlen verwendet werden.
  • In der Regel beträgt die Untersuchungsdauer mittels MRT etwa 10  bis  20 Minuten, wobei dabei mehrere Untersuchungssequenzen durchgeführt werden.
  • Schädliche Nebenwirkungen einer MRT konnten bislang nicht nachgewiesen werden.
  • Für eine MRT- Untersuchung benötigen Patienten eine Zuweisung/Überweisung von ihrem behandelnden Arzt.

Informationen auf dieser Seite:

Weichteile wie Gehirn und innere Organe werden auf einem MRT-Bild besonders kontrastreich und differenziert wiedergegeben, sodass selbst Details von weniger als einem Millimeter Größe noch erkennbar sind. Neben dieser hohen Auflösung besteht ein Vorteil der Methode darin, dass sich die Aufnahmen in jeder gewünschten Ebene anfertigen lassen - also nicht nur quer durch den Körper, sondern auch längs oder schräg. Aus den Schnittbildern kann der Computer dann sogar ein dreidimensionales Bild des Körperinneren errechnen.

Mittlerweile wird die Magnetresonanztomographie seit mehr als 30 Jahren in der Medizin eingesetzt. Die Wegbereiter der Methode, der amerikanische Chemiker und Radiologe Paul Christian Lauterbur und der britische Physiker Peter Mansfield, wurden für ihre grundlegenden Arbeiten in den 1970er-Jahren 2003 mit dem Medizin-Nobelpreis ausgezeichnet. In vielen Bereichen ist das MRT derzeit jenes bildgebende Verfahren, das krankhafte Veränderungen am besten sichtbar machen kann.

Was unterscheidet eine MRT von einem CT?

Mithilfe der MRT können, ähnlich wie bei der Computertomographie, genaue Schnittbilder des Körperinneren angefertigt werden, wobei keine Röntgenstrahlen verwendet werden. Daher kann eine MRT im Gegensatz zu einem CT so oft wie nötig wiederholt werden, ohne Risiko für den Patienten.

Wie funktioniert die Magnetresonanztomographie?

Die MRT macht sich den sogenannten Kernspin zunutze. Dieser physikalische Begriff beschreibt die Eigenschaft von Atomkernen, sich wie ein Kreisel um die eigene Achse zu drehen. Durch diese Drehbewegung erhalten die Atomkerne einen magnetischen Impuls - werden also zu winzigen Magneten. Das gilt auch für die im menschlichen Körper allgegenwärtigen Wasserstoffatome.

Normalerweise zeigen Rotationsachsen der Wasserstoffatome in unterschiedliche Richtungen. Bei der MRT werden diese nun allerdings in parallele Ausrichtung gebracht. Das geschieht durch Anwendung eines extrem starken Magneten, dessen Magnetfeld einige zehntausend Mal stärker ist als das der Erde. Unter diesem Einfluss richten sich die Wasserstoffatome wie Kompassnadeln aus.

Diese Ordnung wird dann aber absichtlich gestört - und zwar durch kurze Impulse von Radiowellen einer festgelegten Wellenlänge und Stärke, die das MRT-Gerät in die zu untersuchenden Teile des Körpers sendet. Diese zusätzliche Energie kippt die sorgsam ausgerichteten Atome aus der Reihe und bringt sie gleichsam zum Wanken.

Sobald der Radiowellenimpuls vorbei ist, kehren sie wieder in ihre Lage parallel zum Magnetfeld zurück. Während dieser sogenannten Relaxationszeit strahlen die Wasserstoffatome selbst Radiowellen ab, die vom MRT-Gerät registriert werden. Aus diesen Signalen errechnet ein Spezialcomputer dann die Schnittbilder des menschlichen Körpers.

Ausschlaggebender Faktor für die Signalstärke ist in erster Linie die Menge an Wasserstoffteilchen: Je höher der Gehalt an Wasserstoffatomen in einem Gewebe, desto heller oder auch dunkler (je nach Untersuchungsparameter) erscheint es auf dem MRT-Bild. Durch Filterung der MR-Signale und durch verschiedene Variationen von Magnetfeld und Radioimpuls lassen sich unterschiedliche Gewebearten äußerst detailliert darstellen und so eventuelle Veränderungen (etwa durch Entzündungen oder Tumoren) gut erkennen.

Wozu dient die MRT und wann wird sie eingesetzt?

Sowohl zur Feststellung bzw. zum Ausschluss einer Krankheit als auch zur Kontrolle von Therapieverläufen ist die Magnetresonanztomographie ein für die Medizin unverzichtbares Instrument.

Allerdings hat auch sie ihre Einschränkungen: So lassen sich Organe mit niedrigem Wassergehalt - wie beispielsweise die Knochen oder die Lunge - nur schlecht sichtbar machen. Von den meisten anderen Organen und Geweben liefert die MRT aber höchst präzise Bilder, die es dem Auge eines geschulten Arztes  erlauben, auch kleine Veränderungen zu erkennen und deren Lage und Ausdehnung zu beurteilen.

Ein Anwendungsgebiet des Verfahrens ist sicherlich die Untersuchung des zentralen Nervensystems, also von Gehirn und Rückenmark. Sehr gut eignet sich die MRT weiters zur Begutachtung von:

  • Brustdrüse
  • inneren Organen
  • Blutgefäßen
  • Muskeln
  • Sehnen
  • Bändern
  • Knorpelstrukturen

Inzwischen ist es sogar möglich, den Bewegungsablauf des schlagenden Herzens im "Kernspin" zu beurteilen.

MRT zur Krebsfrüherkennung

In den letzten Jahren hat die Magnetresonanztomographie auch bei der Früherkennung bestimmter Krebserkrankungen und Kontrolle der Krebsbehandlung an Bedeutung gewonnen.

Das hängt nicht zuletzt mit einem bedeutenden Vorteil zusammen, den die Methode gegenüber der klassischen Röntgenuntersuchung, aber auch gegenüber der Computertomographie hat. Neben den schon erwähnten Vorteilen, nämlich dass die MRT nicht mit potenziell schädigenden Röntgenstrahlen arbeitet, zeigt sie eine wesentlich höhere Kontrastauflösung als alle anderen radiologischen Methoden.

Wie läuft die Untersuchung ab?

Zwar gibt es auch "offene" MRT-Versionen, doch die meisten MRT-Scanner sind nach wie vor Röhren, in die der Patient auf einer Liege hineingefahren wird. Der zu untersuchende Bereich des Körpers wird dazu in einen ringförmigen Magnettunnel gebracht. Während der Untersuchung ist es wichtig, möglichst ruhig zu liegen. Denn schon kleinste Bewegungen können die Qualität der MRT-Bilder stark beeinträchtigen.

Bei bestimmten Fragestellungen kann es nötig sein, dass der Patient vor oder während der Untersuchung ein - im Allgemeinen gut verträgliches - Kontrastmittel in die Vene verabreicht bekommt.

Ein MRT ist völlig schmerzfrei. Allerdings kann manchmal erzeugt das Gerät ziemlich laute Klopfgeräusche erzeugen, die durch Ohrenstöpsel oder Schallschutzkopfhörer aber auf ein erträgliches Maß gedämpft werden. Gesteuert wird die Untersuchung von einem Bedienplatz außerhalb des MRT-Raums. Durch ein Fenster sieht der Röntgenassistent genau, was der Patient macht und kann über Lautsprecher oder Kopfhörer Anweisungen geben. Über ein zusätzliches Kamerasystem wird der Patient kontinuierlich überwacht.

Sollte die Notwendigkeit auftreten, kann sich der Patient während des Scans mittels einer Klingel  jederzeit bemerkbar machen.

Wie lange dauert eine MRT-Untersuchung?

Wie lange die eigentliche Untersuchung dauert, hängt von der Fragestellung und der zu beurteilenden Körperregion ab. Im Regelfall beträgt die Dauer etwa 10  bis  20 Minuten, wobei dabei mehrere Untersuchungssequenzen durchgeführt werden.

Was muss im Vorfeld der Untersuchung beachtet werden?

Eine MRT arbeitet wie erwähnt mit extrem starken Magnetfeldern. Deshalb müssen vor der Untersuchung Schmuck und andere metallische Gegenstände wie Brillen, Zahnspangen und Zahnersatz, Haarspangen und Hörgeräte abgelegt werden - zum Schutz des Patienten, aber auch des ausgesprochen kostspieligen MRT-Geräts. Chip- und Kreditkarten sollten übrigens außerhalb des MRT-Raums bleiben, da sie durch das Magnetfeld beschädigt werden können.

Ungleich wichtiger ist aber, dass Patienten, die Metallteile im Körper haben, dem medizinischen Personal im Vorfeld davon berichten. Hierzu zählen:

  • künstliche Gelenkersatze
  • Schrauben in den Knochen nach einer Bruchversorgung
  • chirurgische Clips
  • künstliche Herzklappen
  • Ohrimplantate

Neuere Metallimplantate sind oft aus antimagnetischem Material. Nach vorheriger Abklärung können meist die Patienten mit solchen Implantaten mit der MRT untersucht werden.

Gibt es mögliche Komplikationen?

Da keine Röntgenstrahlen, sondern nur Magnetfelder und Radioimpulse zum Einsatz kommen, ist die MRT ein sehr sicheres Diagnoseverfahren. Schädliche Nebenwirkungen konnten bislang nicht nachgewiesen werden.

Wenn die Untersuchung mit Kontrastmittel durchgeführt wird, kann es zu allergischen Reaktionen kommen. Allerdings zeigen Statistiken, dass diese nur extrem selten zu lebensbedrohlichen Komplikationen führen. Ist eine Überempfindlichkeit gegen Kontrastmittel bekannt, muss diese jedenfalls angegeben werden. Wichtig ist auch, dass der Arzt vor dem Einsatz des Kontrastmittels über eventuell vorliegende Störungen der Nierenfunktion (Niereninsuffizienz) Bescheid weiß.

Welche alternativen Untersuchungsmethoden gibt es?

Wenn es darum geht, knöcherne Strukturen oder die Lunge zu untersuchen, sind das klassische Röntgen und die Computertomographie (CT) meist besser geeignet als die MRT. Ansonsten wird das Verfahren häufig selbst als Alternative bzw. als Ergänzung zu anderen diagnostischen Methoden angewandt, wenn diese an ihre Grenzen stoßen.

Das heißt, eine Magnetresonanztomographie wird meist erst dann durchgeführt, wenn andere Techniken wie Ultraschall, Röntgen und manchmal auch CT keine oder zumindest keine ausreichend zuverlässige Aussage erlauben. Dementsprechend gibt es bei vielen Fragestellungen auch keine Alternative.

Wo wird eine MRT durchgeführt?

Eine MRT wird in der Regel in Krankenhäusern und Röntgeninstituten durchgeführt. Für eine MRT- Untersuchung benötigen Patienten eine Zuweisung/Überweisung von ihrem behandelnden Arzt. Für die Kostenübernahme durch die Krankenversicherung muss die Untersuchung außerdem chefärztlich bewilligt werden.

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Autoren:

Medizinisches Review:
Prim. Univ. Prof. Dr. Bernhard Schwaighofer
Redaktionelle Bearbeitung:
Philip Pfleger, Tanja Unterberger, Bakk. phil.

Stand der medizinischen Information:
Quellen

Olaf Dössel: Bildgebende Verfahren in der Medizin. Springer, Berlin 2000.

Dominik Weishaupt, Victor D. Köchli, Borut Marincek: Wie funktioniert MRI? Eine Einführung in die Physik und die Funktionsweise der Magnetresonanzbildgebung. Springer, Berlin 2006.

Maximillian Reiser, Fritz-Peter Kuhn, Jürgen Debus: Radiologie. Thieme-Verlag, Stuttgart 2006.
Fritz SchickMRT-Sequenzen. In: Der Radiologe. Band 9. Springer, 2006

Benedikt Michael Schaarschmidt, Harald H. Quick, Ken Herrmann, Lale Umutlu: PET/MR: aktuelle Einsatzmöglichkeiten in der onkologischen Diagnostik. Radiologie up2date 2018; 18 (3): 203-218

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