In die Magnet-Röhre geschaut

In die Magnet-Röhre geschaut

Ein MRT verhilft uns zu einem Einblick in das Innere eines Körpers. Das Gerät kann sozusagen Fotos von unseren Organen machen. Das funktioniert durch eine knifflige Technik.

In einem medizinischen Labor gibt es einen ungewöhnlichen Raum. Darin kann man eine riesige, an beiden Enden offene Röhre sehen. Die erzeugt etwas, das man nicht sehen kann: eine enorme Kraft. Wenn sich ein Mensch in die Maschine legt, kann sie Fotos vom Inneren des Menschen machen. Etwa vom Gehirn oder anderen Organen. Dieses Gerät nennt man MRT. Doch wie funktioniert diese Maschine? Was hat es mit der unsichtbaren Kraft auf sich? Und was bedeuten die drei Buchstaben? Das kann der Physiker Robert Trampel erklären.

Das M

„Die Kraft, die das MRT erzeugt, ist ein unheimlich starkes Magnetfeld“, sagt Robert Trampel. Das M steht also für Magnet. „Dieses Feld beeinflusst die Wasserstoff-Atome in unserem Körper.“ Das sind winzige Teilchen, die man nicht einmal unter einem Mikroskop sehen kann. Jedes Atom trägt einen Kern in sich. Und der kann sich wie ein winziger Magnet verhalten.

Liegen wir in der Röhre, so ordnen sich die Minimagneten unserer Wasserstoffkerne dem Magnetfeld des MRT an. Nun kommt eine weitere, für uns unsichtbare Energie zum Einsatz: Radiowellen. Diese Wellen lenken die Atomkerne aus ihrer kurz zuvor eingenommenen Stellung heraus. Aber wozu der ganze Hokuspokus?

Das R

Wenn die Radiowellen abgeschaltet werden, passiert folgendes: „Die Atomkerne springen in ihre ursprüngliche Lage zurück, während sie sich um ihre eigene Achse drehen“, erklärt Robert Trampel. Man kann das mit der Drehbewegung eines Kreisels vergleichen. „Durch diese Bewegung erzeugen die Kerne einen winzigen elektrischen Strom.“ Und den kann man mit hochempfindlichen Antennen messen.

Steht das R im MRT nun für die Radiowellen? Nein. Das R steht für Resonanz. Das Wort bedeutet etwa so viel wie Schwingung. Damit bezieht sich der Buchstabe auf die Minimagneten, die durch ihre Bewegung ein Signal erzeugen. Diese Signale werden an einen Computer gesendet. Der setzt sie schließlich zu Aufnahmen vom Inneren eines Körpers zusammen. Unterschiedliche Signale werden dann etwa in unterschiedlichen Grautönen angezeigt.

Das T

Ob längs, quer oder schräg – die Bilder aus dem MRT zeigen das Gewebe eines Körpers in ganz unterschiedlichen Ebenen. So lassen sich etwa die Strukturen und Beschaffenheiten von einem Organ Schicht für Schicht darstellen. Dafür werden weitere Magnetfelder benötigt, die sich in alle Richtungen steuern lassen. So erhalten die Forscher eine scheibchenweise Darstellung des untersuchten Organs. Das ist bei Medizinern auch unter dem griechischen Fachbegriff Tomographie bekannt. Das T steht für Tomographie.

MRT ist also die Abkürzung für Magnet-Resonanz-Tomograph. Das Gerät ist gut geeignet, um in unser Inneres hineinzugucken. Es macht Aufnahmen von unseren Organen, Gelenke oder auch Blutgefäßen. Forscher und Ärzte gucken sich diese Bilder an, um etwa eine Krankheit festzustellen.

Ab in die Röhre

Wer sich in einem MRT untersuchen lässt, muss ein paar Dinge beachten. Sie alle haben mit dem unheimlich starken Magnetfeld zu tun, das das Gerät umgibt. Alle magnetischen Gegenstände dürfen nicht in die Nähe des Felds geraten.

Ohrringe, Brillen, Haarspangen, Münzen, Gürtel, Armbanduhren, Ketten, und natürlich auch Smartphones – all diese Sache müssen vor einer Untersuchung im MRT abgegeben werden. Denn sie würden durch das Magnetfeld angezogen und könnten Schaden anrichten.

Der MRT befindet sich wegen der starken magnetischen Eigenschaften in einem eigenen Raum. Der ist durch eine Glasscheibe einsehbar. So können Ärzte und Forscher die Röhre und Patienten beobachten.

Der Patient in der Röhre muss nun eine Weile ruhig liegen bleiben. Er darf sich nicht bewegen, damit die Aufnahmen des MRT nicht verwackeln. Beim Aufzeichnen der Bilder macht das Gerät einen dröhnenden Lärm. Deshalb trägt man in der Röhre Ohrstöpsel. Oder Kopfhörer, über die man statt des Krachs Musik hören kann.

Bis zu einer Stunde kann so eine Aufzeichnung im MRT dauern. So lange reglos in einer Röhre zu liegen ist nervig. Aber die Untersuchung ist ungefährlich und tut kein bisschen weh.

Abgeschottet von der Außenwelt

Meterdicke Wände aus Beton umschließen ein MRT. Diese Wände sind nicht etwa dazu da, um das Labor vor Einbrechern zu schützen. Oder, dass jemand ausbricht. Vielmehr schirmen sie die empfindlichen Messgeräte des MRT von fremden Signalen ab.

Die Signale aus unserem Körper, die das MRT eigentlich messen soll, sind sehr schwach. Funkwellen von Radio, Fernsehen und Handys sind viel stärker. Sie würden die wesentlichen Signale überlagern. Und das MRT könnte keine Bilder von unserem Inneren aufzeichnen.

Umgekehrt ist das magnetische Feld des MRT so stark, dass elektrische Geräte in der unmittelbaren Umgebung gestört oder beschädigt werden könnten. Das Magnetfeld des MRT ist zehntausende mal so stark wie das Magnetfeld der Erde! Dem menschlichen Körper macht das allerdings nichts aus.

Text: Philipp Brandstädter,
zunächst erschienen über dpa Nachrichten für Kinder, September 2018

Quellen:

MRT erklärt

MRT erklärt

Aero… was?

Aero… was?

Kleine Tröpfchen

Eine winzig kleine gute Sache gab es ja an der Corona-Krise: Wir haben viel über Medizin gelernt. Wir wissen jetzt ein bisschen mehr Bescheid über Antikörperbildung und Infektionsraten und Reproduktionszahlen und RNA-Impfstoffe. Und auch über Aerosole.

Aero… was? „Aerosole sind winzig kleine Teilchen, die durch die Luft schweben“, sagt die Ärztin Ulrike Olgemöller. Aerosole werden daher auch Schwebeteilchen genannt.

Teilchen gibt es in drei Zuständen: Sie können fest, flüssig oder gasförmig sein. Aerosole sind ein Gemisch aus festen, flüssigen und gasförmigen Teilchen. Mit bloßem Auge können wir einzelne Aerosole nicht sehen. In großen Mengen aber schon. Ist das Gemisch eher flüssig, dann können wir es als Nebel in der Luft erkennen. Ist es eher fest, können wir Staub oder Rauch in der Luft sehen.

Sprechen, husten, niesen

Aerosole entstehen, wenn der Wind feine Mineralien von Gesteinen abträgt. Oder wenn er kleine Tröpfchen aus dem Meer aufwirbelt. Auch wir Menschen schicken Aerosole in die Luft: Wenn wir sprechen, singen, husten oder niesen.

„Weil Aerosole so leicht und klein sind, fallen sie nicht so schnell wie schwerere Tröpfchen zu Boden“, erklärt die Ärztin. Stattdessen können sie minutenlang durch die Luft wirbeln und weite Strecken zurücklegen.

Aus diesem Grund reden gerade so viele über über Aerosole. Denn wir wissen: Krankheitserreger wie Bakterien und Viren können an Tröpfchen haften. Viren können sich nicht von allein bewegen. Doch hat ein Mensch Coronaviren in seinem Körper, so kann er diese über Tröpfchen durch die Luft schleudern – und andere anstecken.

An der frischen Luft verteilen sich die Viren in der Weite.“

Dr. Ulrike Olgemöller

Coronaviren werden vor allem über größere Tröpfchen übertragen. Die fliegen nicht allzu weit und landen bald auf dem Boden. Das ist der Grund, warum wir die berühmten eineinhalb Meter Abstand zueinander halten. Viren können in geringeren Mengen aber eben auch an den viel kleineren Aerosolen kleben. „Deswegen sollen wir uns besser draußen aufhalten, wo die Viren vom Wind fortgetragen werden“, sagt Ulrike Olgemöller. „An der frischen Luft verteilen sich die Viren in der Weite, landen seltener bei uns und verursachen so weniger Krankheiten.“

Außerdem sollen wir unsere Räume lüften, damit die Luft mit unseren Viren nach draußen fliegt und frische Luft reinkommt. Sitzen viele Leute in einem Raum, in einem Klassenzimmer oder Schulbus zum Beispiel, können deutlich mehr Viren in der Luft sein. Deshalb halten wir nicht nur Abstand, sondern tragen auch FFP2-Masken. So schleudern wir weniger Tröpfchen durch die Luft.

Text und Bild: Philipp Brandstädter,
zunächst erschienen über dpa Nachrichten für Kinder, Juni 2020

Quellen:

Lungenärzte im Netz: Aerosole und Corona

Bundesregierung: Schutz vor Aerosolen

Studie: Aerosole und Corona