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Magnetresonanztomografie Magnetresonanztomografie in der Pharmazeutik

Autor / Redakteur: Hendrik Metz* und Karsten Mäder* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Die heutige Medizin kommt ohne bildgebende Verfahren nicht mehr aus. Die Bedeutung der nichtinvasiven Diagnostik nimmt bei der Erkennung und Behandlung von Krankheiten zu. Doch auch für die Kontrolle der Wirkungsweise neuer Medikamente kann diese Technik eingesetzt werden.

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Alles begann mit der Entdeckung der Röntgenstrahlung vor 113 Jahren. Vor 25 Jahren startete der Siegeszug der Magnetresonanztomografie (MRT). Die Computertomografie (CT) zur Darstellung dreidimensionaler Röntgenbilder, die Positronenemissionstomografie (PET), Ultraschall und die Magnetresonanztomografie sind die wichtigsten etablierten Verfahren, die sich bei der Aufklärung anatomischer Details und dem Nachweis krankhafter Veränderung im Organismus ideal ergänzen.

Die Magnetresonanztomografie ist eine Methode, die auf der Kernresonanz (Mag-netresonanz, NMR) von Protonen basiert und deshalb auch NMR-Imaging, MRI oder MRT genannt wird. Sie hat sich als besonders geeignet für die Darstellung von weichem Material wie Gewebe, Knorpel und Körperflüssigkeiten erwiesen, die einen hohen Wassergehalt besitzen. In den letzten zwei Jahrzehnten wurde eine Vielzahl von Protokollen entwickelt, um die unterschiedlichsten Fragestellungen in der medizinischen Diagnostik zu beantworten. Das Ziel war es, den Kontrastunterschied zwischen den unterschiedlichen Gewebearten zu optimieren, um deren Grenzen und deren Veränderungen optimal zu erkennen.

Vorteile der MRT-Methode

Die Magnetresonanztomografie beruht auf einer Methode, bei der durch Einstrahlung einer Radiowelle mit einer Frequenz im Bereich von 5 bis 300 MHz Protonen aus einem energetischen Grundzustand in einen angeregten Zustand überführt werden. Dort verbleiben die Protonen eine Weile, meist zwischen 10 und 900 ms, und kehren dann in den Grundzustand zurück – ein Prozess, den man Relaxation nennt. Dabei wird die absorbierte Energie der Radiowelle in Wärme umgewandelt. Damit sich ein Körper dadurch nicht zu sehr erwärmt, muss die Leistung der eingestrahlten Radiowellen begrenzt werden. Das wird bei einem MRT in der klinischen Diagnostik über die Eingabe der Körpermasse des Patienten geregelt.

Die detektierte Signalintensität hängt von der Anzahl der Protonen bzw. der Wassermoleküle in einem Volumenelement ab. Bei einem Körperdurchmesser von etwa 600 mm und einer maximalen Auflösung von 512 Bildpunkten ergibt sich eine räumliche Auflösung von 1,2 mm für ein zweidimensionales Bild. Dabei muss man beachten, dass das Bild eine Schichtdicke von minimal 3 mm repräsentiert.

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