MRT = Magnetresonanztomographie, CT = Computertomographie

Zwei verschiedene Untersuchungsformen: Wie funktionieren die eigentlich? Was können diese Untersuchungen leisten?

Magnetresonanztomographie

Magnetresonanztomographie oder auch Kerspintomographie ist eine Untersuchungsmethode zur Darstellung von Organen und Geweben. Diese Art der Untersuchung benutzt keine Röntgenstrahlen, sondern  Magnetfelder und Radiowellen.

Erklärung: "Wasserstoffkerne werden resonant durch Magnetfelder angeregt, dadurch induziert sich ein elektrisches Signal, die unterschiedliche Relaxationszeiten der Gewebe verbessern den Kontrast usw,"

Alles verstanden?? ---------- Wenn nicht, dann bitte weiterlesen

 

Versuchen wir mal diese Untersuchungsarten verständlich darzustellen:

Atomkerne  besitzen in ihrem Grundzustand einen  Eigendrehimpuls (Kernspin). Vergleichbar mit dem Rotieren einer Billardkugel oder Kreisels                                                                                                                                                                         Wir kennen das aus unserer Kindheit (zumindest aus meiner Kindheit). Ein Kreisel, der sich um die eigene Achse dreht , hält eine zeitlang diese Achsrichtung und kippt dann, wenn er langsamer wird, um

 

 

Nun kommt zu diesem Atomkern noch eine weitere Komponente,nämlich die elektrische Ladung. Elektrische Ladungen  erzeugen,wenn sie bewegt werden, ein Magnetfeld.

Dieses ist dem eines Stabmagneten sehr ähnlich.

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Im  physikalischen Sinn sind Atome, kleine Teile, die zusammengefügt Moleküle bilden und diese dann die Materie bilden. Atome sind aber nicht die kleinste Einheit, denn sie bestehen aus der Aomhülle mit ihren Elektronen und dem Atomkern mit Neutronen und Protonen (diese werden aus Quarks zusammengesetzt

 

 

Der Körper von den Tieren und auch von uns Menschen besteht zu zwei Drittel aus Wasser. Also aus Wasserstoff und Sauerstoffatomen. Wasserstoffatome besitzen nur ein Proton (positiv geladenes Teilchen). Diese Einfachheit erleichterte die weitere  Entwicklung in der Forschung erheblich                                                                                                                                                                                            

 

 

 

 

 

 

 

  Atomkerne mit ihren Magnetfeldern bewegen sich im Gewebe  völlig ungeordnet umher, können aber durch starke Magnetfelder beeinflusst werden.

Legt man um den zu untersuchenden Körper ein konstant magnetisches Feld so richten sich die Atomkerne wie Kompassnadeln zum Magnetfeld aus.

Erreicht nun ein hochfrequenter magnetischer Impuls zusätzlich die Atomkerne so werden diese aus ihrer Lage (Feldrichtung) abgelenkt,

was dann zu einer Energieaufnahme führt. Schaltet man nun diesen Impuls wieder ab, kehren die Atomkerne (Magnete) wieder in ihre

vorherige Lage zurück und geben die vorher aufgenommene Energie als Signal wieder ab,ähnlich wie ein Radiosender.

Dieses Signal wird dann elektronisch verarbeitet mittels komplexer mathematischer Algorithmen (Anmerk. :mußte ich hier reinschreiben,

(Anmerk. :mußte ich hier reinschreiben, Ausdruck gefällt mir einfach zu gut!) und stellt die Basis für die weitere bildgebende Darstellung.

 

D.h  Ich erhalte mit der MRT-Untersuchung Information über die Gewebedichte und das Gewebe selbst, da ja die unterschiedliche Anzahl und auch die Lage von

Wasserstoffatomen zu unterschiedlichen Rückdrehreaktionen führt. Somit sind Fettgewebe, Muskelgewebe oder Knochen zu differenzieren,

ebenso entzündetes Gewebe oder Tumore gegenüber gesundem Gewebe.
 

Dieses konstante Magnetfeld wie auch die Elektronik erfordern einen enormen technischen Aufwand, auch der Energiebedarf ist eklatant.

Das Magnetfeld wird in supraleitenden  Magnetspulen erzeugt. Je höher die Stärke des Magnetfeldes um so besser die Bildqualität,

d.h. aber extreme Kühlung der Spulen, ständiger Einsatz von Kühlaggregaten um Helium flüssig zu halten, denn die Spulen dürfen nicht warm werden

und müssen immer einsatzbereit sein. Das Laufen  des Kühlkompressors ist bei der Untersuchung immer zu hören, das knatternde

zusätzliche Geräusch zwischenzeitlich ist das Untersuchungssignal (der magnetische Impuls).

Heute werden  MRT als Hoch(magnet)feldgeräte benutzt mit Stärken von 1,5- 3 Tesla (Maßeinheit für die magnetische Flußdichte) .Unser irdisches Magnetfeld ist dagegen verschwindend klein, 1,5 (3,0)Tesla ersprechen dem 30.000 (60.000) fachen des

Erdmagnetismus. Bei Überschreiten dieser Stärke kann das stetige Magnetfeld das Gehirn beeinflussen und  Schwindel und Übelkeit hervorrufen.

Durch Beeinflussung anderer Parameter, wie auch durch Benutzung von nebenwirkungsarmen Kontrastmitteln, kann man die Untersuchungsqualität weiter verbessern.

Die MRT-Untersuchung ist vor allem angezeigt bei Weichteilgeweben, wie Muskeln, Sehnen, Nerven, weiterhin für Organe (Niere, Leber usw) und das Gehirn. Herz, Blutgefäße, Galle und Bauchspeicheldrüse also mit Flüssigkeit gefüllte

Hohlräume bieten sich ebenfalls an.

Die Untersuchungsdeauer liegt bei etwa 15- 30 Minuten, da eine absolut ruhige Lage gefordert wird und wie schon oben erwähnt, erhebliche störende Geräusche auftreten, muß das Tier, unter stetiger Überwachung der tiermedizinischen

Parameter,in Narkose versetzt werden

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Die Computertomographie (CT):

 

Die CT ist eine Spezialform der Röntgenuntersuchung, die seit etwa 1980 verstärkt zur Anwendung kommt.

Die normale Röntgenuntersuchung kennt von uns fast Jeder, der sich schon mal was gestoßen oder gebrochen hat, auch die „Ich habe Rücken-Menschen“ kennen sie. Seit der Entdeckung der Röntgenstrahlen und ihrer Anwendung durch Wilhelm Conrad

Röntgen 1895 hat sich diese Technologie erheblich verbessert.

Die Röntgenstrahlung ist eine ionisierende Strahlung, d.h diese Strahlung ist in der Lage Elektronen aus Atomen oder Molekülen zu entfernen . Bei dieser Ionisation bleiben positiv geladene Ionen oder Molekülreste übrig. Durch diese Strahlungsart 

werden Veränderungen an Gewebszellen und natürlich an der Erbsubstanz hervorgerufen werden. Diese Schäden können dann zu Krebs führen. Daher muß bei Umgang  mit ionisierenden Strahlen die Strahlenschutzverordnung beachtet werden.

Röntgenstrahlen entstehen durch eine starke Beschleunigung/Verzögerung geladener Teilchen (meistens Elektronen) oder durch hochenergetische

Übergänge in den Elektronenhüllen von Atomen oder Molekülen. Nur zur Info: Die Bestandteile des heute gültigen Atommodelles sind der Atomkern  und die Atomhülle (Elektronenhülle). Da beide unterschiedliche elektrische Ladungen haben, ziehen sie sich gegenseitig an.  

Die Röntgenröhre besteht aus einem Glaskörper,in dem ein Vakuum herrscht. Eingeschweißt in diesen Glaskörper ist eine Kathode und eine Anode. Die Kathode sendet Elektronen aus, die durch eine Hochspannung beschleunigt werden und auf die Anode treffen. Dort erfolgt eine starke Abbremsung und es entstehen  verschiedene Strahlungsarten, u.A. Röntgenstrahlen.

 

 

Die Verbesserung der normalen Röntgenuntersuchung war die Röntgentomographie. Viele kennen sie unter dem Namen „Schichtaufnahme“. Durch diese heute veraltete Untersuchungsform entstand eine Schichtebene innerhalb des zu untersuchenden Objektes. Da während der Belichtung die Röntgenröhre und der Röntgenfilm gegenläufig bewegt wurde, entstand ein verwischtes Bild, was lediglich im Brennpunkt eine scharfe klare Zeichnung zeigte.

Heute ist diese Untersuchungsmethode durch MRT und CT abgelöst worden!

 

     

                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          By Hmilch (Own work)   [Public domain], via Wikimedia Commons

Was ist nun die Computertomographie?

 

Wie der Name schon sagt, ist bei dieser Technologie unbedingt ein Computer erforderlich, der aus der Vielzahl und aus verschiedenen Richtungen angebotenen  Röntgenaufnahmen, 

Schnittbilder erzeugt. Diese haben eine deutlich erhöhte Tiefenschärfe und sind wesentlich kontrastreicher im Weichteilgewebe als konventionelle Röntgenbilder. Die Untersuchung erfolgt schichtweise mit hoher Geschwindigkeit, dabei gibt es unterschiedliche technische Voraussetzungen. Ein großer Vorteil der CT Untersuchung ist ihre Schnelligkeit, was natürlich in der Notsprechstunde bei Unfällen hoch geschätzt wird. Die Untersuchungszeit liegt bei 3-10 Minuten.

Bei der Untersuchung muß wie auch beim MRT eine ruhige Lage des Hundes gewährleistet sein, also auch hier ist eine Narkose erforderlich.Das Tier liegt auf einem verschiebbaren Untersuchungstisch. Zunächst wird eine normale Röntgenaufnahme durchgeführt, diese dient zur Kontrolle und Kalibrierung. Dann wird das Gerät gestartet und Röntgenröhre(n) wie auch Empfängerteile rotieren in einer Kreisbahn um das Tier. Der Fächerstrahl der Röntgenröhre durchdringt die verschiedenen Organe; die unterschiedlich starken Signale werden von den Detektoren aufgenommen  und an einen PC weitergeleitet, der dann aus diesen Signalen die gewünschten Schichtbilder generiert. Dabei wird der Tisch kontinuierlich  nach vorne bewegt, um weitere Ebenen (Schichten) zu erfassen. Diese Gerätetypen werden daher Spiral-CT genannt.

Aus der Flut dieser Bilderdaten können virtuelle dreidimensionale Bilder errechnet werden.                                       T : Röntgenstrahler

                                                                                                                                                                                 D: Detektoren

Häufige CT-Untersuchungen :                                                                                                                                                      X: Röntgenstrahlen

     Wirbelsäulenabschnitte, Knochen, Schädel (geringer Wassergehalt)                                                                                  R: Drehrichtung des Portals

     Bauchraum, Darm, Lunge, Atemwege      Herz und Blutgefäße

    Alle Kontraindikationen eines MRT´s (hier auf den Mensch bezogen!)

         Patienten mit Herzschrittmachern und Defibrillatoren                                                                                           mit Genehmigung von Bjecas

                                                                                                                                                                                  "GNU Free Documentation License".

          Patienten mit älteren Innenohrprothesen                                                                                                             

          Patienten mit Metallsplittern im Körper (Granatsplitter, Metallsplitter im Auge usw.)

 

Zu erwähnen ist, daß bei beiden Untersuchungsarten in der Nähe von Metallen, z.B. nach Operationen mit Platten, Schrauben und Nägel,sogenannte Artefakte (Bildfehler) auftreten. Da somit keine Einzelheiten zu erkennen sind, kann man das Bild nicht oder nur schlecht beurteilen. Solche Artefaktabbildungen kann man  mit einem  Blick in eine extrem grelle Lampe vergleichen. Das bei Operationen verwendete Material ist nicht magnetisch und behindert die MRT-Untersuchung nicht wie z.B. ein Schrittmacher. Der Erkennungschip am Hals unserer Tiere erstellt ebenfalls Artefakte, wird durch den Magnetismus nicht zerstört. Bei wichtigen MRT-Inormation wird er mit der Haut zur Seite gezogen oder wenn nicht anders möglich, kurzfristig entfernt.

Gegen CT Untersuchungen gibt es in der Veterinärmedizin kaum Hinderungsgründe, es sei denn bei trächtigen Hündinnen! Strahlenschutzmaßnahmen wie bei uns Menschen, besonders bei Kindern, Schwangeren usw. sind nicht gegeben. Lediglich bestimmte Medikamente, Schilddrüsen und Nierenerkrankungen, wie auch Überempfindlichkeit gegen jodhaltige Röntgenkontrastmittel sind in die Überlegungen einzubeziehen.

 

 

Die Untersuchungen durch die Computertomographie und die röntgenstrahlungsfreie Magnetresonanztomographie überschneiden sich sehr häufig, was allerdings im Alltag des Röntgenarztes in Absprache mit dem Tierarztes nicht so gesehen wird. Meist ergänzen sich diese Maßnahmen zur Sicherung der Diagnose.

Klar ist das für beide Untersuchungen eine Narkose für das Tier Vorraussetzung ist, da die CT wesentlich schneller ist als die MRT verkürzt sich die Narkosezeit, im Notfall erhalte ich schnellere Ergebnisse,z.B. bei Knochenbrüchen. Für Weichteile, Knorpel, Bänder ist die MRT zu bevorzugen. Ebenso zur Diagnosesicherung von Tumoren. Man sieht im CT Tumore und Metastasen als Raumforderung, hier verdrängt Irgendwas das Gewebe. Ob es tatsäcbhlich ein Tumor ist, der diese Raumforderung verursacht, kann man nicht erkennen. Auch fehlt die Information ob diese Veränderung noch vital(lebendig) ist, was z.B.nach einer Bestrahlungstherapie wichtig ist zu wissen.

Ich hoffe, daß jetzt manche Unklarheit beseitigt ist. Allerdings ist dieses Thema so weitläufig,  daß man sich darin sehr schnell verliert. Für Fragen stehe ich gerne zur Verfügung.

 

 

Wolfgang Kirst

März 2014