MRT und PET – Einblick in den Körper

Hallo. Vor einigen Jahren sorgte eine Studie für Aufregung. Forschern und Forscherinnen war es gelungen mit Menschen im Koma Kontakt aufzunehmen. Zuvor hatte man ihnen jegliche Wahrnehmung abgesprochen. Die Komapatienten sollten Fragen beantworten. Bei „ja“ dachten sie an Tennisspielen. Bei „nein“ an ihre eigene Wohnung. Mittels Magnetresonanztomographie wurden die Bereiche der Höhenaktivität erfasst und so die Antworten entschlüsselt. Wie genau man mit MRT und PET einen Einblick in den Körper und Gehirn bekommt, erfährst Du in diesem Video. Du lernst die Methoden Computertomographie, Positronen-Emissions-Tomographie und Magnetresonanztomographie kennen und erfährst welche Bedeutung ihnen in der Forschung beikommt. Der Begriff Tomographie heißt so viel wie Schnitt und fasst verschiedene bildgebende Verfahren der Medizin zusammen. Die räumliche Struktur von Objekten, zum Beispiel Organen, kann durch eine Vielzahl an übereinander gelegten Schnittbildern erfasst werden. Die Schichtdicke liegt bei etwa fünf bis zehn Millimetern. Schauen wir uns als erstes die Computertomographie an, kurz: CT. Bei diesem Verfahren durchstrahlt ein eng fokussierter Röntgenstrahl den Körper. Je nach Gewebetyp, den er passiert, wird er unterschiedlich stark abgeschwächt. Innerhalb einer Ebene wird der Körper aus vielen Richtungen durchleuchtet, sodass ein detailliertes Schnittbild entsteht. Dank dieser Methode werden Krankheiten diagnostiziert. Blutungen, Entzündungen und Knochenbrüche werden erkannt, aber auch Bäume und Mumien untersucht. Ein Nachteil der Computertomographie ist die relativ hohe Strahlenbelastung. Schauen wir uns ein zweites Verfahren an, dass ergänzend eingesetzt wird: Die Positronen-Emissions-Tomographie. Die Positronen-Emissions-Tomographie, kurz: PET. Sie untersucht nicht die Struktur, sondern die Funktion, also die Stoffwechselaktivität von Geweben zum Beispiel im Gehirn. Basis dieser Methode ist eine erhöhte Durchblutung und Sauerstoffaufnahme jener Hirnareale, die gerade aktiv sind. Patienten und Patientinnen wird radioaktiv markiertes Wasser in die Blutbahn injiziert. Dieses markiert Bereiche erhöhter Stoffwechselaktivität im Gehirn. Es enthalt das Sauerstoffisotop ¹⁵O, dass positiv geladene Antiteilchen der Elektronen aussendet, sogenannte Positronen. Mit dem Tomographen werden nun Aufnahmen gemacht. Vor allem in Kombination mit der Computertomographie liefert dieses Verfahren exzellente Ergebnisse in der Krebsdiagnostik. Von Nachteil sind allerdings hohe finanzielle Kosten und die hohe Strahlenbelastung. Die PET-Methode kann nicht nur mit einem CT, sondern auch mit der Magnetresonanztomographie kombiniert werden. Ein MRT Gerät erzeugt ein starkes Magnetfeld mit dem die Atomkerne von Wasserstoffatomen angeregt werden. Dadurch richten sich diese wie Kompassnadeln aus. Wird das Magnetfeld abgeschaltet, schwingen die Atome in ihre Ruheposition zurück und senden dabei elektromagnetische Strahlen im Bereich der Radiowellen aus. Antennen nehmen diese Signale auf und leiten sie an einen Computer weiter. Hier siehst Du zum Beispiel einen Gehirntumor. Von Vorteil ist, dass verschiedene Gewebetypen sehr kontrastreich abgebildet werden, die Methode schneller ist und es keine Strahlenbelastung gibt. Werden zwei MRT Bilder gemacht, eines mit und eines ohne die Gabe von Kontrastmittel, sind Entzündungen und vitale Tumore besonders gut sichtbar. Bildstörungen treten allerdings häufiger auf, als zum Beispiel beim CT. Bereits im 19. Jahrhundert entdeckte Pierre Paul Broca den Zusammenhang von Gehirnschädigung, sogenannten Läsionen, und der Störung der Sprachsteuerung. Er lokalisierte das motorische Sprachzentrum im linken Stirnlappen. Hier siehst Du die Gehirnaktivität beim Sprechen, Hören und Sehen. Dank PET, CT und MRT, aber auch durch Untersuchungen von Funktionsausfällen nach Gehirnläsionen, gibt es mittlerweile eine Art Karte vom Gehirn. Die unterschiedlichen Aktivitäten und Empfindungen wurden der Stoffwechselaktivität bestimmter Hirnareale zugeordnet. Mittels Positronen-Emissions-Tomographie werden zwei Bilder erstellt. Eines unter Ruhebedingungen und eines bei der Erfüllung einer bestimmten Aufgabe zum Beispiel Sprechen. Subtrahiert man beide Bilder voneinander bleiben die Areale sichtbar, die während der Aufgabe aktiv waren. Hier siehst Du zum Beispiel die aktiven Hirngebiete bei Handbewegungen, beim Zählen, Nachdenken, Lesen, bei Schmerz und Berührung. Fassen wir noch einmal zusammen: In der Diagnostik kann die räumliche Struktur von Organen mittels übereinander gelegter Schnittbilder erfasst werden. Man unterscheidet Computer-, Positronen-Emissions- und Magnetresonanztomographie. Ein CT basiert auf Röntgenstrahlen, ein PET auf radioaktiv markiertem Wasser, dass der Blutbahn zugeführt wird und ein MRT auf einem starken Magnetfeld mit dem die Atomkerne von Wasserstoffatomen angeregt werden. Die Methoden können kombiniert werden, sind aber unterschiedlich teuer, strahlenbelastend und präzise. In der Forschung kommt ihnen eine große Bedeutung zur Aufklärung der Funktion verschiedener Gehirnareale hinzu. Mittels MRT ist es sogar schon gelungen mit Komapatienten und Patientinnen zu kommunizieren. Ich hoffe, Du hast viel gelernt. Tschüss!