MRT und CT - Verfahren der Tomographie

MRT und CT sind einer breiten Bevölkerung geläufige Abkürzungen. Sowohl die Computertomographie (CT) als auch die Magnetresonanztomographie (MRT) stehen für sogenannte bildgebende Verfahren, welche häufig zur Unterstützung und Sicherung einer Diagnose herangezogen werden.

Ähnlich dem Aufschneiden eines Brotlaibes in einzelne Scheiben werden bei der Tomographie (altgriechisch tome „Schnitt“ und graphein „schreiben“) Strukturen im Inneren unseres Körpers in Schnittbildern dargestellt.

Die Überweisung zu einer solchen Untersuchung löst bei den Patienten unterschiedliche, bisweilen negative Gefühle aus. Während sich die einen von der „Röhre“ eine gesicherte Diagnose erhoffen, werden andere von Platzangst und Bedenken gegenüber einer hohen Röntgenstrahlung verunsichert.

Inhaltsverzeichnis

• Röntgenstrahlen oder Magnetfelder – wie funktionieren MRT und CT
• Wie lange dauert die Untersuchung?
• Was muss der Patient beim Ablauf der Untersuchung beachten?
• Wann werden CT und MRT eingesetzt?
• Was spricht für oder gegen eine Computertomographie?
• Wann darf ein MRT nicht durchgeführt werden?
• Welche weiteren verbreiteten radiologischen Untersuchungsmethoden gibt es?
• Wohin führt die Zukunft der bildgebenden Verfahren?
• Diamanten im Körper

Röntgenstrahlen oder Magnetfelder – wie funktionieren MRT und CT

Vor 125 Jahren entdeckte Conrad Röntgen die nach ihm benannten Röntgenstrahlen. Bis zur Erfindung der Computertomographie konnten die Röntgenstrahlen lediglich ein zweidimensionales Bild ähnlich einer Fotografie erzeugen. Die Strahlen eines Röntgengerätes durchdringen den Körper und werden dabei vom Gewebe unterschiedlich stark abgeschwächt. Ein Röntgenfilm (Detektor) fängt die Strahlen auf der anderen Seite des durchleuchteten Körperteils auf.

Je höher die Dichte eines Gewebes ist, desto heller stellt es sich in der Aufnahme dar. Knochen erscheinen auf diese Weise weiß, wogegen Weichteilgewebe auf dem Bild dunkler abgebildet wird.¹ Beim CT liegen sich die Strahlungsquelle und die Detektoren in einer rotierenden Röhre gegenüber. Diese umrundet das infrage kommende Körperteil und erstellt von diesem mehrere Tausend Aufnahmen. Eine spezielle Software errechnet hieraus ein diagnostisch auswertbares Bild.

Das MRT auch Kernspintomographie genannt, setzt auf die magnetische Eigenschaft (Kernspin) der in allen Körpergeweben enthaltenen Wasserstoffatome. Ein starkes Magnetfeld richtet diese Wasserstoffatome aus. Die bisweilen Angst machenden Klopfgeräusche während der Untersuchung entstehen durch den Aufbau dieser magnetischen Felder.

Gleichzeitig werden Radiowellen ausgesendet, welche von den gerichteten Wasserstoffatomen entweder absorbiert (aufgenommen) oder reflektiert (zurückgeworfen) werden. Wie beim CT setzt auch beim MRT ein Computerprogramm die einzelnen Aufnahmen zu einem Bild zusammen.

Wie lange dauert die Untersuchung?

Die Computertomographie kann bereits innerhalb weniger Sekunden die ersten Bilder liefern. Werden Vor- und Nachbereitungszeit hinzugerechnet summiert sich die Dauer bei den meisten Anwendungen auf fünf bis zwanzig Minuten.² Dagegen muss der Patient bei einem MRT zwischen 20 und 60 Minuten in der Röhre verbringen. Dieser Zeitvorteil der Computertomographie ist nicht nur für den Patienten von Vorteil. Die Schnelligkeit eines CT zahlt sich insbesondere bei akuten Verletzungen des Kopfes und der Wirbelsäule aus

Was muss der Patient beim Ablauf der Untersuchung beachten?

Vor der geplanten Untersuchung wird der Arzt oder Röntgenologe mit dem Patienten ein ausführliches Beratungsgespräch führen.

Bei beiden Verfahren werden oftmals Kontrastmittels verabreicht. Dies kann notwendig werden, um Gefäße besser darstellen zu können. Kontrastmittel werden entweder als Getränk oder mittels einer Injektion in die Vene zugeführt. Im Vorfeld werden eventuell bekannte Unverträglichkeiten abgefragt. Hierzu zählen überwiegend Allergien oder das Vorliegen einer Über- oder Unterfunktion der Schilddrüse.

Da bei der Kernspintomographie starke Magnetfelder zum Einsatz kommen, müssen metallische oder elektronische Gegenstände vorher abgelegt werden.

In einigen Fällen kann es notwendig sein, dass die Untersuchung in nüchternem Zustand durchgeführt wird.

Sowohl beim MRT wie dem CT liegt der Patient während der Untersuchung auf einer Liege. Manche Aufnahmen machen eine Fixierung bestimmter Körperteile, wie des Kopfes nötig. Gegebenenfalls kann ein Beruhigungsmittel verabreicht werden.

Eine Besonderheit stellen die für das MRT typischen Klopfgeräusche dar. Aus diesem Grund werden den Patienten ein Gehörschutz oder Kopfhörer mit Musik zur Verfügung gestellt.

Wann werden CT und MRT eingesetzt?

Mit welchem der beiden Verfahren eine Verletzung oder Krankheit diagnostiziert werden soll, wird der Radiologe oder behandelnde Arzt entscheiden.

Ist eine schnelle Aussage, wie im Fall eines schweren Unfalles oder einer akuten und lebensbedrohlichen Erkrankung notwendig, wird meist die Computertomographie bevorzugt.  Bei der Frage, welcher Untersuchungsmethode der Vorrang gegeben werden soll, spielen unter anderem wirtschaftliche Aspekte eine nicht unbedeutende Rolle. Eine MRT ist im Vergleich zum CT sowohl in der Geräteanschaffung als auch hinsichtlich des personellen Aufwands mit höheren Kosten verbunden.³

Grundsätzlich eignet sich die Computertomographie besser für die Darstellung knöcherner Strukturen. Die Magnetresonanztomographie dagegen bietet bei der Beurteilung von Weichteilgewebe eine höhere Aussagekraft.

Im Folgenden soll die Entscheidung MRT oder CT anhand einiger Beispiele betrachtet werden.

Der Kopf des Menschen besteht aus einer Reihe komplexer Organsysteme. Das CT kommt vornehmlich bei Verletzungen der Schädelknochen zur Anwendung. Bei einem Schlaganfall oder Hirnblutungen wird das schnell verfügbare CT bevorzugt. 

Bei Verdacht auf eine Erkrankung des Gehirns können bereits frühe Krankheitsstadien anhand des MRT erkannt werden. So werden Tumore, verengte Blutgefäße ebenso wie Demenzerkrankungen und Parkinson durch erfahrene Radiologen diagnostiziert.

Ähnlich verhält es sich bei der Untersuchung der Halswirbelsäule. Frakturen der Wirbel lassen sich vorrangig mit einem CT nachweisen, während bei Verdacht auf einen Bandscheibenvorfall dem MRT der Vorrang gegeben wird.⁴

Knieverletzungen nehmen sportbedingt sowie durch eine steigende Anzahl übergewichtiger Menschen zu. Insbesondere die Kernspintomographie kann durch eine genaue Darstellung von Sehnen, Bändern und Menisken sowie gleichzeitig der knöchernen Strukturen einen wesentlichen Beitrag leisten.⁵

Bei Fragestellungen im Bereich des Bauchraumes kommt vor allem der Darstellung von Tumoren eine tragende Rolle zu. Sowohl CT wie MRT eignen sich, um die genaue Lage und Ausdehnung der Krebserkrankung festzustellen. Während die Magnetresonanztomographie hier durch eine detaillierte Darstellung punktet, kann die Computertomographie mit mobilen CT-Geräten auch während einer Operation eingesetzt werden.⁶

Was spricht für oder gegen eine Computertomographie?

Ohne die modernen bildgebenden Verfahren wäre Medizin und Diagnostik heute nicht mehr vorstellbar. Dennoch sind der Technologie von CT und MRT Grenzen gesetzt. 

In Deutschland kann von einer breiten Verfügbarkeit von Computertomographen ausgegangen werden. Dies kommt insbesondere der raschen Diagnostik schwerer Verletzungen und akut lebensbedrohlicher Krankheiten zugute.

Dagegen steht die nicht unberechtigte Sorge einer Strahlenbelastung. Das Risiko durch Röntgenstrahlen kann insgesamt als gering eingeschätzt werden. Doch übersteigt die Dosis während eines CT die der Strahlenbelastung durch eine konventionelle Röntgenaufnahme. Abhängig von der Anzahl der Schichtaufnahmen wird der Körper einer Strahlung von 1 und 20 mSv (Milli-Sievert) ausgesetzt. Damit liegt die aufgenommene Dosis meist über der durchschnittlichen jährlichen Strahlenexposition von zwei bis drei mSv.⁷

Bei Verdacht oder bestehender Schwangerschaft müssen alle Mittel zum Schutz der werdenden Mutter und des ungeborenen Kindes Anwendung finden. Das heißt, im Zweifelsfall darf keine Computertomographie durchgeführt werden.⁸

Darüber hinaus können bei der Verabreichung von Kontrastmitteln Nebenwirkungen, wie Übelkeit, Kopfschmerzen sowie eine Überfunktion der Schilddrüse auftreten.

Wann darf ein MRT nicht durchgeführt werden?

Bei Patienten mit Herzschrittmacher und Defibrillatoren musste bisher von einer MRT abgesehen werden. Neuere Modelle können indes als MRT tauglich eingestuft sein.⁹ Der Radiologe sollte darüber, ebenso wie bei Cochleaimplantaten oder Insulinpumpen in Kenntnis gesetzt werden.

Schrauben, Nägel oder Platten aus Metall, wie sie bei Knochenbrüchen eingesetzt werden können sich durch das Magnetfeld erhitzen. Der Arzt muss im Vorfeld darüber in Kenntnis gesetzt werden. Mittlerweile kommen vermehrt MRT-gängige Metalle oder andere Materialien zur Anwendung.

Jegliche Metallteile, wie Schmuck oder Münzen, aber auch elektronische Geräte (Mobiltelefone) müssen vor der Untersuchung abgenommen werden. Dazu zählen gleichermaßen Piercings, Tattoos oder Nagellack, welche bisweilen magnetische Farbstoffe enthalten können.¹⁰

Klaustrophobie wie die Platzangst im Fachjargon genannt wird, stellt bei 10 bis 15 Prozent der Patienten ein Problem dar. Die Röntgenpraxen und Krankenhäuser sind sich dieser Problematik bewusst. Ein ausführliches Gespräch im Vorfeld der Untersuchung, Kopfhörer mit Musik und im Zweifelsfall beruhigende Medikamente führen in den meisten Fällen zu einem erfolgreichen Abschluss des MRT.¹¹

Problematisch bleibt die Durchführung jedoch bei stark übergewichtigen Patienten. Limitierend wirkt sich vor allem der Durchmesser der Röhre (50 bis 60 cm) sowie die Belastbarkeit der MRT-Tische (150 bis 300 Kg) aus.

Offene MRT-geräte gestatten sowohl bei Platzangst wie bei übergewichtigen Patienten vielfach einen reibungslosen Ablauf. Doch muss durch die Verwendung schwächerer Magnetfelder mit einer Einbuße der Bildqualität gerechnet werden.

Welche weiteren verbreiteten radiologischen Untersuchungsmethoden gibt es?

Insbesondere auf der Grundlage der Magnetresonanztomographie hat sich die bildgebende Diagnostik weiterentwickelt.

Ein großer Fortschritt bei der Untersuchung des Gehirns konnte durch die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT) erreicht werden. Das Risiko bei Operationen im Gehirn gesundes Gewebe zu schädigen kann hierdurch besser eingeschätzt werden. Auch bei der Behandlung der Epilepsie kann diese Technologie zum Nutzen des Patienten eingesetzt werden.^12,13

Vermehrt ersetzt die MRCP (Magnetresonanz-Cholangiopankreatikographie) die ERCP (endoskopisch retrograde Cholangio-Pankreatographie) bei der Diagnostik und Beurteilung von Gallensteinen und Beschwerden der Bauchspeicheldrüse. Die ERCP hat hingegen den Vorteil im selben Arbeitsgang therapeutisch eingesetzt werden zu können. (Stents, Gallensteine)¹⁴

Die MRT bietet seit jeher eine herausragende Möglichkeit der Erkennung von Tumoren. Mit der MRT Elastographie besteht nun die Möglichkeit gutartige von bösartigen Tumoren zu unterscheiden. Anwendung findet die Elastographie bei Prostatakrebs oder der Diagnostik von Brustkrebs.¹⁵

Eine Weiterentwicklung der MRT wurde ebenfalls durch die Verabreichung von Kontrastmitteln erreicht. Die Untersuchung bietet bei Verdacht auf Gefäßerkrankungen (Gefäßverschluss, Blutgerinnsel, Atheriosklerose) einen umfassenderen Einblick als bisherige gefäßdarstellende Methoden.

Wohin führt die Zukunft der bildgebenden Verfahren?

Die Zukunft der Radiologie gehört der elektronischen Weiterverarbeitung und Auswertung der im MRT erzeugten Bilddaten.

Die 4D-Fluss-MRI ist bereits heute in der Lage Veränderungen des Blutflusses in den Gefäßen zu dokumentieren. Mediziner und Mathematiker arbeiten mithilfe der künstlichen Intelligenz daran dieses Verfahren schneller und somit alltagstauglich zu gestalten.

Bildgebende Verfahren, welche das Geschehen im Inneren des Körpers in Echtzeit darstellen werden mit Hochdruck vorangetrieben. Herzkatheteruntersuchungen ohne die bisher übliche hohe Strahlenbelastung sind bereits in Erprobung.¹⁶

Diamanten im Körper

Gadolinium und Eisen werden als Kontrastmittel für deutlichere Aufnahmen bei der MRT verwendet. Doch die Nebenwirkungen¹⁷ haben eine taiwanesische Forschergruppe auf den Plan gerufen. Die winzigen Edelsteine sollen das dennoch wichtige Eisen in sich einschließen und auf diese Weise ungefährlich machen.