Magnetresonanztomographie = MRT

Physik.Peter · Gast

Hallo,
ich soll ein Fortrag über MRT halten und ich bräuchte da ihre Hilfe. Wie Funktioniert MRT? Ich weiß das die Röhre in der man steckt, Radio- und Magnetwellen ausstrahlt. Welche dann die Wasserstoff Atome, also die Protonen in schwinnung versetzt. Diese Protonen gehen dann in einen Energie reicheren zustand. Und irgendwann fallen sie dann wieder in den Grundzustand zurück und senden ein Signal aus, welches dann aufgefangen wird und als Bild dargestellt wird.
Ist das Richtig??? Und ist das auch Fachlich Richtig???
Wäre schön wenn Sie mir weiter helfen würden.
Schönes Wochenende Peter

Physik.Peter · Gast

Ich habe noch eine Frage. Warum ist es im MRT so laut?

DunkleEnergie · Gast

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Weitere Geräuscherzeuger sind die ferromagnetischen Teile im stark zerrenden Magnetfeld und natürlich die erregenden Spulen trotz fester Verankerung.

HellRaiser · Anmeldungsdatum: 04.06.2011 Beiträge: 19

Atomkerne mit gerader Protonen- und ungerader Neutronenzahl (oder anders herum) haben einen von 0 verschiednenen Kernspin. Man stellt sich diesen als Drehimpuls des Kerns vor.
(Hier könnte mir mal ein Physiker erklären, ob die Kerne sich tatsächlich drehen, denn ich kenne Spins jetzt aus der Schrödingergleichung als etwas eher mathematisches, bzw. man kann sich Elektronen ja auch nicht als kleine Kugeln vorstellen, die sich drehen).

Die Atomkerne können nun verschiedene Energieniveaus einnehmen. Vereinfacht gesagt, sind diese Energieniveaus ohne ein äußeres Magnetfeld B alle gleich. Bringst du die Kerne in ein Magnetfeld, spalten die Energieniveaus auf, und es befinden sich Kerne in einem von dem "Ausgangsniveau" energetisch niedrigeren Grundzustand, welche sich durch Bestimmte Frequenzen im Radiowellenbereich (Aufspaltung ist abhängig vom Magnetfeld) in die dem Grundzustand höher gelegenen angeregten Niveaus bringen lassen.

Ich kann das jetzt als Chemiker weiter erklären, habe mich aber auch schonmal gefragt wie man große, makroskopische Bilder dann aus den Informationen macht.
Nimmst du jetzt ein Molekül, das unterschiedliche funktionellen Gruppen besitzt, so ist auch die Absorptionsenergie der Kerne verschieden.
Beim Ethanol beispielsweise

hast du 3 verschieden äquivalente H-Atomgruppen. Das Magnetfeld, dass auf die H-Kerne wirkt, wird durch die chemische Umgebung (d.h. die Elektronenverteilung der Gruppen) verschieden stark abgeschirmt.
Also absorbieren die 3 "ersten" H Atome bei einer anderen Frequenz als die beiden H-Atome am 2. C und das H-Atom der Hydroxygruppe absorbiert ebenfalls bei einer anderen Frequenz. (Die Verschiebung ist bei verschiedenen Magnetfeldstärken immer gleich, Also bekommst du ein ähnliches Spektrum von Ethanol bei einem mit 5 Tesla arbeitendem NMR und bei einem mit höher oder niedrigerer Feldstärke. -> Messungen sind Vergleichbar, das ist die Voraussetzung für eine solche Analyse.)

Nimmst du nun ein Spektrum einer Probe auf, kannst du durch diese chemische Verschiebung Rückschlüsse auf die Struktur der Verbindung schließen.
Ich bin Chemiker, und mache so Strukturaufklärung von wirklich winzigen Dingen, wie Molekülen. Wie jetzt allerdings ein Bild am PC von deinem Kopf entsteht, weiß ich auch nicht. Das wird hochkompliziert sein, und es werden wahrscheinlich rasterartig tausende vonSpektren deines Kopfes aufgenommen oder so. So macht das ein Gießener Prof. mittels Massenspektrometrie, das geht aber auf unterschiedliche molekulare Zusammensetzungen eines extrem dünnen Mäusehirnschnitts. Eine solche Diagnosemethode wäre für den Patienten allerdings fatal. Müsste beim NMR aber ähnlich funktionieren... Da muss man ja nichts Ionisieren, also zerstören. Sondern nur in die Röhre schieben!
Weiß das jemand? Würde mich grade mal interessieren smile

Hoffe geholfen zu haben!!

Chillosaurus · Anmeldungsdatum: 07.08.2010 Beiträge: 2440

Wie war das denn nochmal?
Die Ortsauflösung kommt durch einen Magnetfeldgradienten?
Entscheidend für die Darstellung ist vor allem das Wasser im Körper.

HellRaiser · Anmeldungsdatum: 04.06.2011 Beiträge: 19

Wenn du die chemische Verschiebung mit Ortsauflösung meinst, ja.
Sei das äußere Magnetfeld

, dann ist das effektiv auf die Kerne wirkende Magnetfeld

, da die Protonen unterschiedliche elektronische Umgebungen haben.

Einfaches Beispiel: Methan

Alle H-Atome sind Tetraedrisch um das C-Atom koordiniert, da Kohlenstoff elektronegativer als Wasserstoff ist, "zieht" das C-Atom leicht an den Bindungselektronen ALLER Protonen. Man erhält ein NMR-Signal. Man spricht hier von 4 chemisch äquivalenten H-Atomen.

Anderes Beispiel: Methanol

Hier hast du nur noch 3 chemisch äquivalente Protonen, wo hingegen die Elektronendichte um das H-Atom der Hydroxygruppe geringer ist, da das Sauerstoffatom als sehr elektronegatives Atom die Elodichte mehr zu sich zieht, als es das C-Atom der Methylgruppe tut.
Also ist das Magnetfeld am H der Hydroxygruppe weniger durch Elektronendichte abgeschirmt, als an den anderen drei H-Atomen.
Man erhält zwei Signale, da es nun zwei verschieden starke B-Felder, bzw. magn. Flussdichten an den einzelnen Protonen gibt. Denn die Aufspaltung der Kernniveaus ist linear mit der Magnetfeldstärke verknüpft, das Resonanzprinzip gilt hier natürlich auch, und man erhält also zwei verschiedene Absorptionsfrequenzen. Hier nochmal ein Diagramm zur Verdeutlichung der Abhängigkeit der Aufspaltung vom Magnetfeld:

http://www.igb.fraunhofer.de/de/kompetenzen/grenzflaechentechnik/oberflaechenanalytik/ausstattung/elektronenspinresonanz/_jcr_content/contentPar/textblockwithpics_1/image1.img.jpg/1305018985919.jpg

meintest du das?