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Die Magnetresonanz oder KERNSPIN- TOMOGRAPHIE ist die komplizierteste Technik unter den bildgebenden Verfahren. In jedem MR- Gerät wirken insgesamt fünf stromdurchflossene Spulen an der Abbildung mit. Die größte erzeugt ein starkes Magnetfeld, das meist eine Stärke zwischen 0,2 und 2,0 Tesla erreicht und damit mehrere zehntausendmal stärker ist als das Erdmagnetfeld. Um bei hohen Feldstärken Strom zu sparen, verwenden die Hersteller supraleitende Spulen, die dem Stromfluß keinen elektrischen Widerstand mehr entgegensetzen. Dafür müssen sie allerdings durch flüssiges Helium auf minus 269 Grad Celsius gekühlt werden.
Weil sich die Atomkerne vieler Elemente selbst wie kleine Magnete verhalten, stehen sie in dem starken Feld gleichsam stramm. Dem liegt ein physikalischer Effekt zugrunde, der schon in den zwanziger Jahren entdeckt worden ist: Bei Atomkernen, die sich wie Kreisel unablässig um ihre eigene Achse drehen, wird die positive elektrische Ladung herumgewirbelt, wodurch sich ein winziges Magnetfeld bildet. Die Verbindungslinie zwischen dessen Nord- und Südpol ist die Drehachse.
Das Ausrichten der Atomkerne ist der erste Schritt zum MR- Bild. Ihm folgt ein spezielles Radiosignal, ausgesandt von einer zweiten kleineren Spule. Die elektromagnetischen Wellen stoßen die Atomkerne an und bringen sie zum Torkeln. Bei jeder Sorte von Kernen ist dazu eine bestimmte Frequenz nötig: Bei den Kernen von Wasserstoff - dem häufigsten Element im Körper - beträgt sie 42 Megahertz pro Tesla Magnetfeldstärke.
Funktionsprinzip der Magnetresonanztomographie:
Nur wenn die Radiowellen exakt die zum Feld passende Frequenz haben, verstärkt ein
Resonanz- Effekt die Torkelbewegung. Schon bei einer leichten Frequenzabweichung kommt diese \"Präzession\" jedoch gar nicht erst in Gang.
Wenn die Radiowellen verstummen, richten sich die Wasserstoffkerne allmählich wieder auf und stehen im Magnetfeld erneut stramm. Dabei senden sie Radiowellen eben jener Frequenz aus, die sie angeregt hatte. Je nach Gewebeart ist die Antwort der Kerne unterschiedlich stark und lang.
Aus diesen Signalen puzzelt dann der Computer im MR- Gerät jeweils jene Daten heraus, die für die Konstruktion des gewünschten Schichtbilds wichtig sind. Der Rechner setzt Stärke und zeitlichen Verlauf der empfangenen Wellen in verschiedenen Helligkeitsstufen des Bildes um. Sie verraten dem Arzt, ob es sich um Leber, Niere oder Fettgewebe handelt, um einen Tumor oder eine harmlose Zyste, um Knorpel oder Knochenmark.
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