Die Magnetresonanztomographie (MRT, auch Kernspintomographie kurz Kernspin genannt) ist ein bildgebendes Verfahren, das vor allem in der medizinischen Diagnostik zur Darstellung von Struktur und Funktion der Gewebe und Organe im Körper eingesetzt wird. Mit der MRT kann man Schnittbilder des menschlichen (oder tierischen) Körpers erzeugen, die eine Beurteilung der Organe und vieler krankhafter Organveränderungen erlauben. Die Magnetresonanztomographie basiert auf sehr starken Magnetfeldern sowie elektromagnetischen Wechselfeldern im Radiofrequenzbereich, mit denen bestimmte Atomkerne (meistens die Wasserstoffkerne/Protonen) im Körper resonant angeregt werden. Aufgenommen werden elektrische Signale der gleichen Frequenz, die die angeregten Atomkerne im Empfängerstromkreis induzieren. Im Gerät wird keine Röntgenstrahlung oder andere ionisierende Strahlung erzeugt oder genutzt. Eine wesentliche Grundlage für den Bildkontrast sind unterschiedliche Relaxationszeiten verschiedener Gewebearten. Daneben trägt auch der unterschiedliche Gehalt an Wasserstoff-Atomen in verschiedenen Geweben (z. B. Muskel, Knochen) zum Bildkontrast bei.
Das Messverfahren beruht auf einer phasensynchronen, resonanten elektromagnetischen Anregung von Atomkernen und der anschließenden Messung des Signals, das die Kerne erzeugen, während sie wieder in ihren nichtangeregten Grundzustand übergehen.
Einige Teilchen im zu untersuchenden Gewebe besitzen einen Eigendrehimpuls (Spin) und sind dadurch magnetisch. Diese Atomkerne erzeugen nach dem Anlegen eines starken statischen Magnetfeldes eine makroskopische Magnetisierung in Richtung des statischen Feldes. Durch ein zusätzliches hochfrequentes Wechselfeld im Radiofrequenzbereich lässt sich diese Magnetisierung aus der Richtung des statischen Feldes auslenken (kippen). Als Folge der Auslenkung beginnt die Magnetisierung um die ursprüngliche Feldrichtung zu präzedieren, d. h. die Magnetisierung rotiert in der Transversalebene um die Feldrichtung des statischen Magnetfelds (siehe Abbildung zur Präzession). Diese Präzessionsbewegung der Gewebemagnetisierung kann über die induzierte Spannung in einer Spule (Empfängerstromkreis) gemessen werden.
Nach Abschalten des hochfrequenten Wechselfeldes nimmt diese transversale Magnetisierung mit einer Abklingzeit ab (Relaxation), die sich für verschiedene Gewebearten charakteristisch unterscheidet und zu verschiedenen Signalstärken (Helligkeiten) im resultierenden Bild führt. Neben der Anregung der Atomkerne und der Messung ihrer Signale ist die Ortskodierung durch ortsabhängige Magnetfelder (Magnetfeldgradienten) entscheidend für die Bildgebung.
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