12/2017: Einblicke in die Technik der Magnetresonanz-Untersuchung
Nach sechs Monaten Bauzeit wurden am 1. Mai 2017 die neuen Räumlichkeiten der Radiologie am GZO in Betrieb genommen. Entstanden ist ein grosszügiger MRI-Bereich mit zwei Geräten der neusten Generation: 1.5 und 3 Tesla. Diese bestechen durch ausgezeichnete Bildqualität und ein vermindertes Klopfgeräusch.
Wer schon einmal in der Röhre eines MRI-Gerätes («Magnetic Resonance Imaging») lag, kennt das laute Dröhnen. Mit bis zu 125 Dezibel kann das «Klopfen» ungefähr die Lautstärke eines Rockkonzertes erreichen. Aber woher kommt dieser Lärm? Das MRI basiert physikalisch auf den Prinzipien der sogenannten «Kernspinresonanz». Radiologen nutzen die Tatsache, dass die Wasserstoffatome, die es in allen Zellen des menschlichen Körpers gibt, spezielle magnetische Eigenschaften besitzen. Mittels eines starken magnetischen Feldes sorgt das MRI dafür, dass sich die Atomkerne in eine Richtung ausrichten – ähnlich einer Kompassnadel. Während der Untersuchung wird diese Ausrichtung nun ganz bewusst gestört: Die so genannten «Gradientenspulen» sind nach den x-, y- und z-Achsen ausgerichtet und verändern das sonst gleichmässige Magnetfeld. Bei der dreidimensionalen Abtastung entstehen dabei Schwingungen, die als Klopfgeräusch hörbar werden. Dank Kopfhörern lässt sich dieses Dröhnen auf einen akzeptablen Lärmpegel senken.
Während der MRI-Aufnahme wird das zu untersuchende Körperorgan in das Zentrum des Magnetfeldes von 1.5 beziehungsweise 3 Tesla gebracht. Tesla ist neben einer Automarke auch die Masseinheit für die Magnetfeldstärke. Dies entspricht dem rund 30 000- Fachen (bei 3T dem 60 000-Fachen) des Erdmagnetfelds. Dieses statische, also über die Zeit konstante, Feld wird von einem mit Helium gekühlten Elektromagneten erzeugt. Das flüssige Helium hat eine Temperatur von 4.2 Grad über dem absoluten Nullpunkt – umgerechnet ‑269 ° C. Bei dieser Temperatur wird das Metall der Magnetspulen supraleitend, das heisst, der elektrische Widerstand verschwindet. Nur dadurch sind die hohen Stromstärken möglich, die ein so mächtiges Magnetfeld erzeugen können. Dies bedeutet allerdings auch, dass ein MRI-Gerät nie abgeschaltet werden kann: Wenn die Kühlung ausfällt, erwärmt sich das Gerät, das flüssige Helium wird zu Gas – und verfliegt. Dadurch würde der Widerstand im Gerät hochschnellen und das Magnetfeld verschwinden, da kein Strom mehr fliessen könnte. Pro Jahr verbraucht das 3-Tesla-MRI deswegen 92 000 kWh Strom, das entspricht in etwa dem Dauerbetrieb von 5 Raclette-Öfen mit je 2 kW Leistung.
Vielen Menschen ist es unangenehm, während einer MRI-Untersuchung im Gerät ruhig zu liegen. Unsere Räume sind deshalb so konzipiert, dass Sie möglichst angenehm und spürbar weniger beengt liegen. Und auch der Lärm während der Untersuchung kann dank der neusten Technologie deutlich verringert werden. Über einen Notschalter in Ihrer Hand können Sie zudem jederzeit Kontakt zu unseren MTRA aufnehmen. Nur begrenzt beeinflussen können wir hingegen die Untersuchungsdauer. Sie hängt vom zu untersuchenden Körperabschnitt und der medizinischen Fragestellung ab. Die häufig durchgeführte Untersuchung des Kopfes dauert typischerweise 25 bis 30 Minuten, eine Lendenwirbelsäulen-Untersuchung in der Regel etwa 20 Minuten. Pauschal lässt sich sagen: Je höher die gewünschte Detailauflösung, desto länger die Untersuchungszeit.
Um die Vergleichbarkeit der Messungen zu gewährleisten, muss das Magnetfeld zwingend stabil bleiben. Alle Kleider oder persönlichen Gegenstände müssen deshalb in der Umkleidekabine zurückgelassen werden, selbst Schmuck, Brille oder Haargummi. Denn selbst im Haargummi könnten metallische Fäden enthalten sein, die die Wirkung des Magneten beeinflussen könnten. Aber keine Sorge: Sie bekommen von uns eine spezielle MRI-taugliche Einweg-Kleidung. Und natürlich auch eine leitende Hand, die Ihnen den Weg weist, wenn Sie Ihre Brille abgenommen haben.
Das Magnetfeld des MRI muss überall gleich stark sein, also müssen äussere Einflüsse wie das Magnetfeld der Erde oder sonstige elektromagnetische Felder (z. B. bei Liftbewegungen) abgeschirmt werden. Zu diesem Zweck wurden die Räume der beiden MRI vollständig mit einer dünnen Kupferfolie umhüllt. Diese ist einzig am Fenster zwischen MRI und Schaltraum als Gitter zu sehen. Es entsteht so ein sogenannter «faradayscher Käfig», ähnlich wie bei Autos und Flugzeugen, die bei einem Blitzeinschlag mit ihrer leitfähigen Hülle die Insassen schützen. Auch eine Mikrowelle ist ein Beispiel für einen faradayschen Käfig, bei dem allerdings Innen und Aussen vertauscht sind: Hier schirmt der metallene Garraum die Umgebung von der starken Mikrowellenstrahlung innerhalb des Ofens ab.
Mit dem MRI werden Schnittbilder des menschlichen Körpers erzeugt, die eine Beurteilung der Organe und vieler krankhafter Organveränderungen erlauben. Im MRI wird keine belastende Röntgenstrahlung oder andere ionisierende Strahlung erzeugt oder genutzt. Basis der Bilder ist ein starkes Magnetfeld, in dem die Zellen unterschiedlich auf Störung (hörbar durch das bekannte Klopfen) reagieren. Aus diesen Daten errechnet der Computer ein dreidimensionales Bild, aus dem der Radiologe eine präzise Diagnose ableiten kann.
In seinem Befund spricht der Radiologe von «hyperintens» für signalreich, hell und von «hypointens» für signalarm, dunkel. Fett beispielsweise ist hyperintens, lufthaltiges Gewebe wie etwa die Lunge ist hypointens, erscheint auf dem Bild also dunkler. Das Spritzen von Kontrastmittel in eine Vene kann bei speziellen Fragestellungen zusätzlich helfen, unbekannte Strukturen besser abzugrenzen, zum Beispiel beim Verdacht auf einen Infekt oder Tumor.
Aufgrund seines besonders starken Magnetfelds bietet ein 3-Tesla-Gerät eine sehr hohe Detailerkennbarkeit. Dies ist vor allem in kleinen Organen wie zum Beispiel der Prostata sehr wichtig. Für Untersuchungen im Bauchraum oder im Bereich von Implantaten hingegen eignet sich das 1.5-Tesla-Gerät besser, da seine geringere Feldstärke gegenüber äusseren «Störfaktoren» wie z. B. Metall oder Luft weniger empfindlich ist. Die beiden Geräte ergänzen sich daher optimal.
