Über das MRT

Die Core Facility Magnetresonanztomographie bietet Zugang zu einem 3T MRT der Firma Siemens (Siemens Magnetom Tim Trio 3T, Numaris VB17A). Neben der eingebauten Spine Matrix Coil, verfügt das Gerät über eine Body Matrix Coil, sowie eine 12-Kanal Kopfspule mit Nackenspule. Außerdem stehen zwei Flex-Spulen zur Verfügung, welche in vielen Körperregionen eingesetzt werden können. Für Untersuchungen der Kniegelenke ist zusätzlich eine 8-Kanal Kniespule vorhanden. Bei Bedarf ist ebenfalls eine Transmit/Receive Kopfspule (TX/RX) verfügbar.
Die Core Facility verfügt über die Ausstattung, um unterschiedliche Körperregionen hochaufgelöst untersuchen zu können. Anwender können ein breites Spektrum an Untersuchungsmethoden verwenden. Neben den Standard-Untersuchungen wie T1- oder T2-gewichteter MRT zur Darstellung der Anatomie, können auch Diffusions-Bildgebung (DWI), Perfusionsbildgebung (PWI), funktionelle Bildgebung (fMRI), Spektroskopie und Multikern-Untersuchungen durchgeführt werden. Sequenzen zur metabolischen Bildgebung mittels CEST oder quantitativen Bildgebung mit Hilfe von QSM sind ebenfalls vorhanden.

Nachfolgend sind beispielhaft einige Möglichkeiten aufgelistet:

Funktionelle MRT (fMRT)

Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ist eine bildgebendes Verfahren, mit dem physiologische Funktionen und Prozesse im Gehirn dargestellt werden können.  Hierzu werden aktivierte Hirnareale (meist auf Grundlage der Blutoxygenierung) ermittelt und mit einem hochaufgelösten anatomischen Bild des Kopfes farbig überlagert (siehe Abbildung). Den Ausgangspunkt für dieses Verfahren bilden die unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften von oxygeniertem und desoxygeniertem Blut. Durch die Aktivierung von Kortexarealen kommt es zu einer Steigerung des Stoffwechsels, was zu einer Erhöhung des Blutflusses in den angeregten Regionen führt. Die damit verbundene, erhöhte Konzentration von oxygeniertem Hämoglobin führt zu einem messbaren Unterschied in der Suszeptibilität (BOLD-Kontrast). Durch passive Stimulation (visueller, akustischer oder sensorischer Reiz) oder aktive Anregung (Nachdenken, bewusstes Ausführen einer Bewegung) können so die aktivierten Hirnareale ermittelt und dreidimensional dargestellt werden.

Diffusionsgewichtete MRT und Fiber Tracking (DWI / DTI)

Bei der diffusionsgewichteten Bildgebung (engl: diffusion-weighted imaging, DWI) wird die Diffusionsbewegung von Wassermolekülen im Gewebe gemessen und räumlich aufgelöst dargestellt. Sie wird häufig zur Untersuchung des Gehirns, aber auch vereinzelt in der Niere, eingesetzt. Der Bildkontrast wird allein durch Gradientenfelder erzielt und es bedarf keiner Injektion von Kontrastmitteln.
Ein besondere Variante der DWI ist die sogenannte Diffusions-Tensor-Bildgebung (engl: diffusion tensor imaging, DTI). Hier wird ebenfalls die Richtungsabhängigkeit der Diffusion erfasst und ein Tensor berechnet, welcher die dreidimensionale Diffusionsbewegung der Wassermoleküle im Gewebe beschreibt. DWI und DTI werden häufig zur Untersuchung des Gehirns eingesetzt, da sich die Stärke und Richtungsabhängigkeit der Diffusion bei einigen Erkrankungen des zentralen Nervensystems charakteristisch verändert. Mittels zusätzlicher Software können sogar die Nervenfaserbündel im Gehirn dargestellt werden. Ebenso lassen sich die anisotropen Strukturen der Niere (Nieren-Tubuli, Blutgefäße und Sammelrohr) abbilden.

Magnetresonanz Spektroskopie (MRS)

Mit Hilfe der Magnetresonanz- oder Kernspinresonanz-Spektroskopie (engl: magnetic resonance spectroscopy, MRS) ist es möglich, die chemische Zusammensetzung im Gewebe zu untersuchen bzw. die Konzentration einzelner Moleküle zu bestimmen. Die Methode beruht auf der chemischen Verschiebung der einzelnen Substanzen:
Abhängig von ihrer lokalen chemischen Umgebung, weisen die Protonen, der im Gewebe vorkommenden Metaboliten, eine unterschiedliche Resonanzfrequenz auf. Hierdurch ist es möglich, ein Spektrum zu akquirieren, welches die einzelnen Metaboliten anhand ihrer Frequenz auftrennt. Die Flächen unter den entstehenden Peaks sind hierbei proportional zu der Konzentration der Metaboliten.
Durch Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung des Gewebes lassen sich Rückschlüsse auf Pathologien schließen.
 

Quantitative Suszeptibilitätskartierung (QSM)

Die quantitative Suszeptibilitätskartierung (engl: quantitative susceptibility mapping, QSM) ist eine relativ neue Technik, die auf dem Unterschied der magnetischen Suszeptibilität im Gewebe beruht. Bei QSM wird die Phasen-Information des aufgenommenen Bildes verwendet, um auf die zugrundeliegende Suszeptibilität des Gewebes zu schließen. Hierdurch lassen sich z.B. Eisenablagerungen im Gehirn oder Demyelinisierungen von Axonen bei diversen Erkrankungen darstellen. QSM kann auch bei Erkrankungen außerhalb des Gehirns verwendet werden, um subtile Veränderungen in der Suszeptibilität zu untersuchen (u.a. Eisenspeicherkrankheit der Leber, Fibrose in den Nieren). Da es sich um eine quantitative Technik handelt, können nicht nur Grauwert-Bilder erzeugt werden, sondern auch konkrete Suszeptibilitätswerte ermittelt und verglichen werden.

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