Nun haben wir die Funktionsweise in ihren Grundzügen behandelt. Und trotzdem wissen wir immer noch nicht, aus was denn genau ein MRT besteht. Diese Frage muss zuerst noch geklärt werde, bevor wir uns den Risiken und der Patientensicherheit zuwenden können.
Magnet
Der Magnet bildet den grossen Ring um den Patienten herum um das Hauptmagnetfeld zu erzeugen. Zu beachten sind:
Magnetfeldstärke: in MRT’s ca. 0,1- 3,0 T ( T=Tesla, die Einheit für die Magnetfeldstärke
Feldstabilität: Der Magnet darf keine Fluktationen der Feldstärke aufweisen (Schwankungen der Magnetfeldstärke.)
Feldhomogenität: Das Feld muss überall gleichstark sein. Die Abweichung über das ganze Feld darf maximal 0,00005 % betragen (Prof. Dr. med. Dominik Weishaupt, 2014)
Art des Magneten:
Es gibt 3 Arten von Magneten, die heute in MRT‘s noch verwendet werden:
normale Elektromagnete: Durch diese fliesst ständig ein starker Strom. Dadurch wird per Induktion ein Magnetfeld von einer maximalen Stärke von 0,3 T aufgebaut. Ausserdem muss die Stromzufuhr immer und in hohem Masse gewährleistet sein.
Permanentmagnete: Diese erzeugen ihre Magnetfelder permanent und ohne Strom. Sie sind dadurch aber extrem schwer, nicht sehr stark (maximal 0,5 T) und müssen bei einer gewissen Temperatur gehalten werden.
Supraleitende Elektromagnete: Das Magnetfeld wird wie im normalen Elektromagneten per Induktion aufgebaut. Nur bleibt der dafür verwendete Strom endlos in der Spule, die aus einer Niobium- Titan- Legierung besteht, da diese supraleitend ist und daher keinen Widerstand für den Strom hat. Dadurch ist der Magnet von der Stromzufuhr unabhängig nachdem das Feld aufgebaut wurde. Für die Supraleitfähigkeit muss die Spule extrem gekühlt werden auf ca. 4 Kelvin oder -269 °C also fast auf den absoluten Temperaturnullpunkt. Als Kühlungsmittel wird flüssiges Helium verwendet. Dieses muss auch regelmässig nachgefüllt werden, da es mit der Zeit verdampft. Das Feld kann so Stärken von bis zu 18 T erreichen und hat dank spezieller Spulenkonstruktion eine exzellente Homogenität. Daher bestehen heute fast alle Tomographen aus supraleitenden Magneten. Den Verlust der Supraleitfähigkeit nennt man „Quench“. Diese sind heute im normalen Ablauf aber sehr selten und können dank der Schutzmassnahmen fast vollständig vermieden werden.
Natürlich muss das Magnetfeld auch nach aussen abgeschirmt werden, da der Untersuchungsraum sonst gigantisch sein müsste. Dies wird zum einen durch einen grossen Metallkäfig erreicht. Dafür werden im Untersuchungsraum in den Wänden, Boden und Decke manchmal bis zu 20t Eisen verbaut. Da die Menge von so viel Eisen aber sehr kostspielig und aufwändig wäre, verfügen die meisten heutigen MRT‘s über einen zweiten äusseren Magneten, um die Feldlinien wieder zurück zu führen (Aktivabschirmung). Dadurch verringert sich die Menge des benötigten Eisens.
Abbildung 9 Auf diesem Bild des MRT- Raums im Spital Grabs lässt sich gut die Metallabschirmung als goldenen Rand der Eisentüre erkennen. Ausserdem die Sicherheitstafel (Patientensicherheit)
Gradientenspulen
Um die Ortskodierung und die Homogenität des Magnetfeldes zu gewährleisten, braucht jedes MRT mehrere Gradientenspulen. Diese sind meist kleinere Magnetspulen, die fest verbaut sind. Je stärker und schneller die Gradienten sind, umso bessere Bilder können gemacht werden.
Hilfsgeräte
Steuerung des Untersuchungstisches
EKG (Herzfrequenzmessung über elektrische Signale ausgehend vom Herzmuskel)
PACS (Picture Archiving and Communication System.) Es ist für die Weiterverarbeitung der Bilder verantwortlich bzw. für deren Speicherung.
RIS-Systeme (Radiologieinformationssystem): Dieses System verwaltet das MRT, erstellt Untersuchungstermine, dokumentiert alle medizinischen Daten und speichert die Befunde. Es kommuniziert meist mit dem PACS. Über das RIS werden Untersuchungen abgerufen und über das PACS die dazugehörenden Bilddateien geladen.
Atmungsmonitor
Kühlanlagen für den Magneten
All die Geräte, die im Untersuchungsraum verwendet werden, müssen MRT- tauglich sein. Das heisst es dürfen keine ferromagnetischen Teile verbaut werden, da diese sonst vom Magneten angezogen werden würden. Auch können keine normalen Schaltkreise und Mikrochips eingebaut werden, da sie vom Magnetfeld zerstört werden würden. Dementsprechend teuer sind die jeweiligen Geräte.
HF- System
Natürlich braucht es auch ein Hochfrequenzsystem um die Spins anzuregen. (bei 1,5 T entspricht die Larmorfrequenz 63,8MHz). Dieses besteht aus einem leistungsstarken Sender und einem extrem empfindlichen Empfänger. Da das MR- Signal sehr schwach ist, müssen allfällige Störungen von aussen für den Empfänger eliminiert werden z.B. durch eine gute Hochfrequenzabschirmung in den Wänden, Boden und Decke. Neuere MRT’s haben mehrere Sendespulen. Auch werden zunehmend mehrere Empfangsspulen verwendet. Diese erhalten ein umso besseres Signal, je näher sie am Patienten positioniert sind.
Abbildung 10
(Quelle http://biolernen.de/BIO_AB/PDF_N/kernspin3.gif)
MTRA
Am MRT arbeiten speziell ausgebildete Personen zur Steuerung des Geräts und zur Untersuchung und zur Überwachung der Sicherheit der Patienten. Diese werden MTRA oder Fachpersonen für medizinisch-technische Radiologie genannt.
