UNSERE
FORSCHUNG

Zusammen mit einem interdisziplinären Team können wir eigenständige Entwicklungen anbieten die weit über standarisierte Techniken hinausgehen und uns eine individuelle und bis ins kleinste Detail gehende Diagnostik ermöglichen. Unser besonderes Augenmerk liegt hierbei bei onkologischen Verfahren zur Darm- und Prostata- sowie Frühdiagnostik von Nierentumoren. Ein weiterer Schwerpunkt sind funktionelle und funktionale, sowie biomechanische Techniken zur Untersuchung des Stoffwechsels und der einzelnen Nervenfunktionen. Funktionsuntersuchungen bei Wirbelsäulen- und Nervenerkrankungen laufen hierbei innerhalb eines bestimmten Bewegungsablaufes ab. Hierzu setzen wir eigenständige Hard-, sowie Softwareentwicklungen ein. Besonderen Wert legen wir auf eine einwandfreie Bildqualität ohne die weder eine fundierte Beurteilung noch onkologische Studien überhaupt möglich wären. Bildbeispiele und wissenschaftliche Arbeiten können Sie gerne unserem Untersuchungsportfolio entnehmen.

MRT-FUNKTIONSWEISE

Erfahren Sie die Unterschiede und Möglichkeiten, den Ablauf und wenn Sie möchten mehr über den physikalischen Hintergrund, der Untersuchung im MRT.

UNTERSCHIEDE UND MÖGLICHKEITEN

Mit der Entdeckung der Röntgenstrahlen 1895 hat Wilhelm Conrad Röntgen den Anstoß für eine ganz neue Art der Diagnostik in der Medizintechnik gelegt. Mit der Röntgenuntersuchung war es erstmalig möglich Flächenaufnahmen der inneren Organe und Knochen zu erzeugen. Die Technik wurde über die Jahre entwickelt und findet in einem CT (Computertomographen) heute seine technisch höchstentwickelte Anwendung. Ein völlig anderes Prinzip, entwickelt aus den pysikalischen Voraussetzung der Magnetfeldtheorien, findet mit den ersten MRTs 1980, Einzug in die Medizin. Die neue Technik unterscheidet sich wesentlich von den Röntgenuntersuchungen. Ihr Hauptvorteil besteht, aber in dem Verzicht auf die für den Patienten schädliche Röntgenstrahlung.

VORTEILE

•   Kein Einsatz von schädlicher Röntgenstrahlen
•   Darstellung von Gewebe und Muskulatur möglich
•   Schnittbilder mit hoher Auflösung
•   3D-Flüge im Körper können erstellt werden
•   Gefäße können ohne operativen Eingriff untersucht werden

NACHTEILE

•   Bei vielen Untersuchungen wird Kontrastmittel benötigt
•   Untersuchungen sind in der Regel teurer
•   Kein Einsatz von magnetischen Stoffen, oder spannungserzeugender Technik
•   Laute (unbedenkliche) Geräusche während der Untersuchung
•   Eventuell können Patienten (Herzschrittmacher o.ä.) nicht untersucht werden

PHYSIKALISCHER HINTERGRUND

Der menschliche Körper ist aus verschiedenen chemischen Elementen den Atomen aufgebaut. Die Atome selbst bestehen aus Neutronen, Elektronen und Protonen. Die Protonen bilden zusammen mit den Neutronen den Kern der Atome, während die Elektronen sich in Bahnen um den Atomkern bewegen. Die Protonen unterscheiden sich je nachdem, um welche Atomart es sich handelt.
Die Protonen haben eine Drehbewegung, ohne genaue Richtung wir sprechen von einer diffusen Bewegung der Protonen oder dem Kernspin. Diese Bewegung stellt die physikalische Grundlager der MRT-Technik dar. Legt man ein sehr starkes Magnetfeld von außen an, so lässt sich die Richtung der Drehbewegung präzisieren. Die Protonen haben nun den selben Spin.

RELAXATION

Mit Hilfe von hochfrequenten Radiowellen können die entstandenen Kreisbahnen ausgelenkt und Energie aufgebaut werden. Dies geschieht im MRT mit Hilfe von Sendeeinheiten in den Körperspulen, welche je nach untersuchter Region Verwendung finden.
Mit der induktiven Spannung des Empfängerstromkreises, wird der Abbau der Energie über die Zeit gemessen, wenn die Sendespule wieder ausgeschaltet ist. Bei 66.6 % des Anfangssignals sprechen wir von einer Relaxation, die Ergebnisse der Messung werden in ms (Millisekunden) dargestellt und bilden die sogenannte T1 Sequenz. Die T1-Relaxationszeit ist somit ein charakteristischer Wert für die Gitterbindungsenergie von molekularen Substanzen.

TRANSVERSALE RELAXATION

Des Weiteren verlieren die Protonen auch an Präzession in ihrer Kreisbewegung, man spricht vom Verlust an transversaler Relaxation, welche die Messgrundlage für T2-gewichtete Sequenzen darstellt.
Die richtige Kombination aus T1 und T2 Sequenz ermöglicht mit aufwendigen mathematischen Methoden die Bildgebung. Da die gemessen Werte unterschiedlich sind, je Atomart, lassen sich diese eindeutig abgrenzen und somit können Muskeln, Knochen und Gefäße dargestellt werden, aufgrund ihres Eigenanteils an der gemessen Atomart. Für jede Atomart muss eine eigene Spule mit einer angepassten Frequenz verwendet werden. Im Normal werden Wasserstoffatome gemessen, da sie das größte Vorkommen im Körper darstellen.

 
 

Funktionelle und hochauflösende 3D-Untersuchungen der Lendenwirbelsäule

Eine hochauflösende Darstellung mit Hilfe der Magnetresonanztomographie

In der Literatur sind Funktionsstudien der LWS in vivo an offenen MRT-Geräten beschrieben [1-4]. Aufgrund der geringen Feldstärke dieser Geräte sowie des Spulendesigns wurden ausschließlich 2D-Sequenzen mit geringer räumlicher Auflösung verwendet. 3D-Messungen, die Voraussetzung für eine exakte Volumetrie sind, sind nur bei Kadaverstudien beschrieben [3, 5]. Bei diesen Arbeiten wurden Messungen in In- und Reklination durchgeführt und die Weite des Spinalkanals bestimmt. Funktionsabhängige Veränderungen im Spinalnervenabgangsbereich wurden lediglich in zwei Studien beschrieben, dabei wurden allerdings die funktionellen Messungen an einem offenen MRT-System (0.5T) mit den Ergebnissen in Normalstellung, die an einem geschlossenen MRT-Gerät (1.0T) durchgeführt werden, verglichen [4, 6]. Die komplexen Veränderungen in den Bewegungssegmenten der LWS und deren Auswirkungen auf den Liquorraum und die betreffende Nervenwurzel ließen sich bisher nicht umfassend darstellen.


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Functional High-Resolition 3D Examinations of the Cervical Spine

A High Resolution Presentation with Magnetic Resonance Imaging

Functional examinations of the cervical spine have been performed since the mid-1990s. In contrast to the lumbar spine, gravity has a limited effect on the function of the cervical spine. The primary task of mechanical support systems is therefore to allow passive movements of the cervical spine. Fast and ultrafast MRI sequences make it possible to image the cervical spine during movement. All of the mechanical systems implemented to date have specific disadvantages, such as the lack of reproducibility, the often unphysiological pattern of motions, the significantly poorer signal-tonoise ratio of the measurements as compared to studies in the standard position, and the general limitation to one plane of movement. Moreover, the lack of a sequence specifically adapted to the requirements of the neck region is another limiting factor that has prevented high-resolution examinations in the past.


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DIE MÖGLICHKEIT DER VISUALISIERUNG

Anatomiegerechte Darstellung von Zielvolumina am Beispiel von 3D-CISS-Datensätzen

Die hohe Strahlenabsorptionsrate calciumhaltiger Strukturen(Knochen) oder Strukturen nach Kontrastverstärkung (Gefäße)macht es möglich, Datensätze von CT-Untersuchungen durch robuste und einfache schwellenwertbasierte Algorithmen (implizit) zu segmentieren. Im Gegensatz zur CT können in der MRT die Daten trotz der sehr viel besseren Weichteilauflösung wegen der großen Streuungsbreite der Signalintensität in den einzelnen Messvolumina (Voxel) nicht über einfache Schwellenwerte segmentiert werden.


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