MRT-Scanner erzeugen ihr starkes Magnetfeld mit einem supraleitenden Elektromagneten – Niob-Titan-Spulen, gekühlt auf 4 Kelvin (−269 °C) mit flüssigem Helium. Dies erzeugt ein stabiles, homogenes Feld, das für die diagnostische Bildgebung unerlässlich ist.
Feldstärken-Stufen
- Klinischer Standard: 1,5 T (15.000 Gauß) und 3 T (30.000 Gauß).
- Erdmagnetfeld: ~0,5 Gauß (0,00005 T) – MRT ist 30.000–60.000× stärker.
- Forschung/Ultra-Hochfeld: 7 T, 10,5 T, 11,7 T (Humansysteme) – investigativ, mit beispielloser Auflösung.
Physik der Signalgenerierung: Schritt für Schritt
- Gleichgewichtsmagnetisierung (M₀): Wasserstoff-Protonen (¹H-Kerne) richten sich parallel oder antiparallel zu B₀ aus. Das leichte Überwiegen der Parallelausrichtung erzeugt die Netto-Längsmagnetisierung.
- RF-Erregung (B₁): Ein 90°-Radiofrequenzpuls kippt M₀ in die transversale Ebene.
- Freie Induktionsabkling (FID): Die transversale Magnetisierung präzessiert mit der Larmor-Frequenz (ω₀ = γB₀) und induziert eine oszillierende Spannung in der Empfängerspule – dies ist das Roh-MR-Signal.
- Relaxation (Gewebekontrast):
- T1-Rekuperation: Längsmagnetisierung wächst nach (Spin-Gitter).
- T2-Zerfall: Transversale Kohärenz dephasiert (Spin-Spin).
Gewebeunterschiede in T1/T2 erzeugen den Bildkontrast. - Räumliche Kodierung: Gradientspulen (Scheibenselektivierung, Phasenkodierung, Frequenzkodierung) lokalisieren das Signal räumlich und ermöglichen die 3D-Bildrekonstruktion.
Warum Feldhomogenität wichtig ist
Ohne B₀ keine Netto-Magnetisierung → kein Signal → kein Bild. Shimming (aktiv und passiv) korrigiert Feldinhomogenitäten. Dies ist kritisch für:
- Spektrale Fettsuppression (Chemical-Shift-Bildgebung)
- Diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI)
- MR-Spektroskopie
- Hochauflösendes fMRI
Der supraleitende Magnet ist das Herzstück des MRT – seine Stabilität, Stärke und Homogenität ermöglichen den exquisiten Weichteilkontrast, der MRT in der modernen Medizin unverzichtbar macht.
