Live-Stream aus dem Körper

Pocht das Herz korrekt? Funktioniert das Knie einwandfrei? Antworten auf solche Fragen liefert die neuste Generation von Magnetresonanztomografen.

Von Magnetresonanztomografie – kurz MRT – hat wohl jeder schon einmal gehört. Einige dürften auch schon in einer für dieses Verfahren verwendeten Röhre gelegen haben. Doch das Ganze hatte bislang einen großen Haken: Für den Einsatz in der Medizin war es eigentlich immer zu langsam.

Damit ist seit einigen Jahren Schluss – dank Jens Frahm vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie im deutschen Göttingen. Gemeinsam mit seinem Team fand er 2010 einen Weg, um die MRT-Technologie um das bis zu 10'000-Fache zu beschleunigen.

"Bahnbrechende Weiterentwicklungen der MRT"

Die verbesserte Technologie verwendet ein neues mathematisches Verfahren für die Bildrekonstruktion und kommt dadurch anders als früher mit nur noch ganz wenigen Einzelmessungen pro Bild aus. Zudem kann sie neu bis zu 100 Bilder pro Sekunde aufnehmen.

Auf diese Weise kann die MRT 2.0 Vorgänge im Inneren des Körpers live sichtbar machen – ein für die medizinische Diagnostik wesentlicher Fortschritt. Denn so lassen sich beispielsweise Gelenkbewegungen und der Herzschlag direkt beobachten und Rückschlüsse darauf ziehen, warum das Knie beim Beugen zwickt oder wieso der Patient Schmerzen im Brustbereich hat.

So funktioniert die Magnetresonanztomografie

Die MRT macht sich eine besondere Eigenschaft der im Körper allgegenwärtigen Wasserstoff-Atomkerne zunutze: ihren Drehimpuls, auch Kernspin genannt. Dieser Kernspin verwandelt die Atomkerne in winzige Magneten. Befinden sich diese in einem Magnetfeld, richten sie sich entlang der Magnetfeldlinien aus.

Die MRT erzeugt ein solches Magnetfeld und zusätzlich kurze Radiofrequenzpulse im UKW-Bereich, die die Kernmomente kurzzeitig aus ihrem Gleichgewicht auslenken. Wenn sie wieder in ihre ursprüngliche Ausrichtung zurückkehren, senden sie Radiowellen aus, die von hochempfindlichen Spulen aufgezeichnet werden. Vielfach wiederholt, lässt sich aus diesen ortsabhängigen Signalen am Computer ein Bild berechnen, das detaillierte Darstellungen von Organen und Gefässen ermöglicht.

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Wie relevant Frahms Erfindung ist, zeigt der Blick in die Statistik: Heute finden weltweit pro Jahr etwa 100 Millionen Untersuchungen statt. Für seine "bahnbrechende Weiterentwicklungen der Magnetresonanztomografie", wie die Max-Planck-Gesellschaft in einer Mitteilung schreibt, wurde Frahm nun für den Europäischen Erfinderpreis 2018 nominiert. (Red)

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