#vdiww – Adventsaktion / Tag 18

Wie kann man Bilder vom Inneren des Körpers machen?

Wenn wir krank oder verletzt sind helfen CT und MRT dabei, die richtige Diagnose zu stellen und damit den Heilungsverlauf positiv zu beeinflussen. Aber wie entstehen die Bilder vom Inneren des Körpers eigentlich?

Bild: xpixel / Shutterstock.comVDI_WW_Thema_CT-blog

CT: Schnittbilder aus Rohdaten
Schauen wir uns zunächst das CT an. Wikipedia erklärt die Funktionsweise sehr anschaulich: „Im Gegensatz zur Röntgentomografie ist in der Computertomografie die Nutzung eines Computers zwingend nötig, um aus den Rohdaten Schnittbilder erzeugen zu können – daher der Name. Durch rechnerbasierte Auswertung einer Vielzahl, aus verschiedenen Richtungen aufgenommenen Röntgenaufnahmen eines Objektes werden Schnittbilder erzeugt […] die Bilder bieten im Gegensatz zu einer normalen Röntgenaufnahme eine überlagerungsfreie Darstellung der Körperstrukturen. Außerdem konnten erstmals Gewebearten mit unterscheidender Schwächung für Röntgenstrahlung dargestellt werden, was bis dahin nur sehr eingeschränkt möglich war.“

MRT: Hilfe durch ein Magnetfeld
Ein MRT hingegen funktioniert ganz anders, wie die Westfälische Wilhelms-Universität Münster auf ihrer Webseite erklärt:  „Alle Gewebe unseres Körpers sind aus Atomen aufgebaut. Diese bestehen aus Elementarteilchen: Protonen, Elektronen und Neutronen. Entscheidend für die Magnetresonanztomografie sind die Protonen.

Eine wichtige Eigenschaft der Protonen ist der Spin. Man kann sich den Spin einfachheitshalber vorstellen als eine ständige Drehung um eine Achse, etwa wie einen Kreisel. Durch diesen Spin sind die Protonen magnetisch und sie richten sich in einem starken Magnetfeld parallel zu diesem Feld aus, wie kleine Kompassnadeln. In der Röhre des Magnet-Resonanz-Tomografen befindet sich beispielsweise der Patient nun in einem Magnetfeld, dass rund 50.000-mal stärker ist als das magnetische Feld der Erde. Die Protonen überall im Körper des Patienten ordnen sich also parallel an.

Nun schaltet man kurzzeitig einen elektromagnetischen Impuls an, vergleichbar mit einem starken Radiosender. Dieser Impuls stört die Ordnung der Protonen. Sie kippen aus der Richtung des Magnetfelds und geben ein schwaches Signal ab, das man messen kann. Doch sobald der Radioimpuls verschwindet, ordnen sich die Protonen wieder wie Kompassnadeln parallel zum Magnetfeld des Tomografen an und das Signal nimmt ab. In verschiedenen Geweben dauert es unterschiedlich lange, bis die Ordnung wieder hergestellt ist, das Signal wird also unterschiedlich lange ausgesendet.

Indem weitere Elektromagneten in verschieden Abfolgen an- und ausgeschaltet werden (unterschiedliche Messsequenzen), kann man Bilder mit unterschiedlichen Kontrasten des Gehirns erstellen. Sie können im Tunnel alle 30 Minuten hören, wie es klingen kann, wenn Spulen während einer MRT-Messung an- und ausgeschaltet werden.“

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Eva Holden_1Autorin: Eva Holden
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