MRT

Question 1

Wie entsteht ein Magnetfeld im MR-Tomographen?

Answer 1

um jeden stromdurchflossenen Leiter bildet sich ein Magnetfeld

Question 2

Wie wird das elektrische Ausgangssignal im MR-Tomographen erzeugt?

Answer 2

ein sich veränderndes Magnetfeld kann ein Stromfluss in einer Drahtspule erzeugen (elektromagnetische Induktion)

Question 3

Aufbau des MR-Tomographen?

Answer 3

• Spule mit Niobium-Titan Legierung, Supraleitung durch Kühlung mit flüssigem Helium auf 4K erreicht (keine äußere Versorgungsspannung nötig, nur Helium muss nachgefüllt werden)
• Feldhomogenität wird durch Metallteile in der Magnetöffnung und Korrekturspulen erreicht (“Tunen” des Magneten auf optimale Homogenität)
• Abschirmung des inneren Magnetfeldes von äußeren Magnetfeldern durch einen zweiten äußeren Magneten (“active shielding”)
• Gradientenspulen: erzeugte zusätzliche Felder in den drei Raumebenen, für die Schichtwahl und die Ortscodierung gebraucht, für “Hämmergeräusch” des MRTs verantwortlich; z.B. für Anregung der koronaren Schicht Veränderung des Y-Gradienten von posterior nach anterior + Ein-/Ausschaltung des X-Gradientes um rechts/links zu unterscheiden
• Senderspule: entsendet Hochfrequenzimpuls mit Larmorfrequenz (1.5 Tesla 63.8 MHz), H-Atome werden zur Resonanz gebracht
• Empfängerspule = meist kombiniert mit Senderspule (Radiofrequenzspule)

Question 4

Was kennzeichnet das Proton und dadurch seine Funktionalität?

Answer 4

Proton ist eine bewegte Ladung und verursache dadurch ein magnetisches Moment = Eigendrehimpuls = Spin

Question 5

Was kennzeichnet das Proton und dadurch seine Funktionalität?

Answer 5

Proton ist eine bewegte Ladung und verursache dadurch ein magnetisches Moment = Eigendrehimpuls = Spin

Question 6

Wie verhält sich das Proton im äußeren Magnetfeld?

Answer 6

• Ausrichtung im äußeren Magnetfeld parallel oder antiparallel
• ohne Energie von außen befinden sich ein wenig mehr Protonen in paralleler Ausrichtung, dadurch wir ein eigenes “Mini-Magnetfeld” erzeugt
• Präzession: Protonen präzedieren um Feldlinien des externen Magnetfeldes (wie ein taumelnder Kreisel) mit der Larmorfrequenz

Question 7

Was passiert nach dem Senden des Radiofrequenzimpulses?

Answer 7

• Protonen nehmen einen Teil der Energie eines sinusförmigen Energieimpuls mit Larmorfrequenz auf und erreichen einen erhöhten, aber instabilen Energiezustand
• es kommt zur Abnahme der Längsmagnetisierung, weil sich durch die zusätzliche Energie mehr Protonen anti-parallel ausrichten
• es kommt zur Zunahme der Quermagnetisierung, weil sich die Phase der Präzessionsbewegung angleicht
• durch zusätzliche Energie kippt Magnetisierung von z-Achse in x/y-Ebene
• nach Aufhören des RF-Impulses kippen die Protonen wieder in ihre ursprüngliche Lage zurück (Relaxation), wobei sie eine messbare Energie wieder abgeben, in der Spule wird eine Wechselspannung erzeugt (MRT-Signal)

Question 8

Was kennzeichnet die T1- und T2-Relaxation?

Answer 8

T1-Relaxation: Längsmagnetisierung baut sich wieder auf
Fett = kurze T1 = starkes Signal = hell
Wasser = lange T1 = schwaches Signal = dunkel
T2-Relaxation: Quermagnetisierung zerfällt (durch Energieaustausch zwischen den Spins und Einflüssen des Gewebes geht die Phasenkohärenz der Protonen wieder verloren
Fett = kurze T2 = schwaches Signal = dunkel
Wasser = lange T2 = hohes Signal = hell

Fett: kurze T1 & kurze T2 (fastfood)
Wasser: lange T1 & lange T2 (longdrink)

durch Repetitionszeit des RF-Impulses sowie Echozeit zwischen RF-Impuls und Messung des MR-Signals können bestimmte Gewebekontraste hervorgehoben werden