MTWS

Fourier-Transformation

• Direkte Darstellung von Weichgewebe
• Exzellenter Weichgewebekontrast
• Modifikation des Kontrastverhaltens durch Auswahl der Pulssequenzen und Aufnahmeparameter
• nicht-invasiv
• nicht-ionisierend
• freie Wahl der Schnittebene
• 2D und 3D-Verfahren

Je höher die Frequenz, umso besser das Signal-Rausch-Verhältnis. Hohe Frequenz heißt hohes Magnetfeld !

Immer größere Magnete?

Hohes Magnetfeld:- Mehr Spins angeregt -> Mehr Signal- Höhere Ortsauflösung durch steilere Gradienten

Die Stärke des Magnetfelds B₀ wirkt sich unmittelbar auf die Signalqualität der gemessenen Daten aus, da das Signal-Rausch-Verhältnis ungefähr proportional zur Feldstärke B₀ ist. Deshalb gibt es seit den Anfängen der MRT einen Trend zu immer höheren Feldstärken, der den Einsatz tiefgekühlter supraleitender Magnete erfordert.  Besonders bei Magneten mit großen Öffnungen für die Untersuchung von Menschen entstehen bei höheren Feldstärken rasch inhomogenere und schwieriger herstellbare Felder. Werden 3 Tesla überschritten, können die Probanden nur sehr langsam in den Magneten gefahren werden, da es infolge der entstehenden Wirbelströme im Gehirn sonst zu Schwindel und Übelkeit kommen kann.

Geschlossene Systeme 0,5, 1 und 1,5 T (3 T)

Offene Systeme mit bis zu 0,23 - 1 T Feld, 300 Bilder/s

Man unterscheidet MRT-Systeme nach ihrer Bauform zwischen geschlossenen MRT-Systemen mit kurzem oder langem Tunnel und offenen MRT-Systemen (oMRT) mit C-Arm oder seitlich geöffnetem Tunnel. Während geschlossene Tunnelsysteme bedingt durch ihren Aufbau im Vergleich bessere Bilddaten liefern, ermöglichen offene MRT -Systeme den Zugang zum Patienten unter MRT-Kontrolle

Bringt man eine Substanz in ein magnetisches Feld, so induziert dieses in den Elektronenhüllen der Atome einen Strom, dessen Magnetfeld nach der Lenzschen Regel dem äußeren entgegengerichtet ist. Diamagnetismus führt so zu einer Abschwächung des Magnetfeldes in der Substanz. In Materialien deren Atome, Ionen oder Moleküle keine ungepaarten Elektronen besitzen, ist Diamagnetismus die einzige Form von Magnetismus

Besitzen die Atome, Ionen oder Moleküle eines Materials ein magnetisches Moment, so richten sich diese parallel zum äußeren Magnetfeld aus. Dies bewirkt eine Verstärkung des Magnetfeldes im Material. Bei einem idealen Paramagneten sind die einzelnen magnetischen Momente voneinander isoliert. Darum bricht das innere Magnetfeld nach Entfernen des äußeren Magnetfelds wegen der Wärmebewegung der Teilchen zusammen. Dementsprechend nimmt der Paramagnetismus mit steigender Temperatur ab.

Beim Ferromagnetismus sind die magnetischen Momente einzelner Teilchen nicht unabhängig voneinander, sondern richten sich spontan parallel aus. Die Kopplung der magnetischen Momente erstreckt sich aber nicht über das ganze Material sondern ist auf kleine Bereiche, die Weissschen Bezirke, beschränkt. Typische Längenskalen sind 10 nm bis wenige Mikrometer. Die Ausrichtung der Weissschen Bezirke ist statistisch verteilt, so dass der Gesamtkörper unmagnetisch erscheint. Durch ein äußeres Magnetfeld kann man die Bezirke gleichrichten. Diese Gleich-richtung bleibt auch nach Entfernen des äußeren Feldes erhalten, so dass man

eine permanente Magnetisierung erhält. Die Magnetisierung kann durch Erhitzen über die ferromagnetische Curie-Temperatur zerstört werden.

Auch beim Ferrimagnetismus sind die magnetischen Momente einzelner Teilchen nicht unabhängig voneinander.

Es liegen aber zwei Arten von magnetischen Zentren vor. Die Spinmomente gleichartiger Zentren richten sich dabei parallel und die verschiedener antiparallel aus. Dieses führt zu einer partiellen Auslöschung der magnetischen Momente. Im übrigen Verhalten ähneln sie den Ferromagneten.

Auch beim Antiferromagnetismus sind die magnetischen Momente einzelner Teilchen nicht unabhängig voneinander sondern richten sich spontan anti-parallel aus. Daher zeigt der ideale Antiferromagnet nach außen kein magnetisches Verhalten. Mit steigender Temperatur stört die Wärmebewegung die Anordnung, so dass sich der Antiferromagnet zunehmend wie ein Ferrimagnet verhält.

Magnetische Wechselfelder können über Induktion elektrische Ströme im Gewebe auslösen und können so einen (schwachen) Einfluss auf das Nervensystem haben. Die Nerven in Muskeln können mit Hilfe der Transkraniellen Magnetstimulation (TMS) stimuliert werden. In entsprechend starken Feldern (zum Beispiel in einem Kernspintomograf) treten sogenannte Magnetophosphene (optische Sinneswahrnehmungen) auf. Des weiteren ist seit langem bekannt, dass magnetische Wechselfelder die Sekretion von Hormonen (Beispiel Melatonin) beeinflussen können. Viele Vögel, Meeresschildkröten und weit ziehende Fische verfügen über einen Magnetsinn und können sich mittels des Erdmagnetfelds orientieren.

physikalische Größe zur Beschreibung des magnetischen Feldes. Er ist – vergleichbar mit dem elektrischen Strom – die Folge einer magnetischen Spannung und fließt durch einen magnetischen Widerstand. Da selbst das Vakuum einen solchen magnetischen Widerstand darstellt, ist der magnetische Fluss nicht an ein bestimmtes „Medium“ gebunden und wird über Feldgrößen beschrieben.Die Maßeinheit des magnetischen Flusses im SI-Einheitensystem ist Weber Wb

 Magnetische Flussdichte, Messung magnetischer Signale aus dem Körper

nicht: magnetische Stoffe im Körper

nicht: Wirkung von Magnetfeldern auf den Körper

Drehratenbestimmung

SQUID steht für superconducting quantum interference device

• Elektrischer Widerstand fällt auf Null wenn die „kritischen Temperatur“ (=Sprungtemperatur) unterschritten wird
• Verdängt die externen Magnetfelder aus Ihrem Inneren (Meißner-Ochsenfeld-Effekt)

• Typ I Supraleiter:  Supraleitende Materialien, die nicht durch magnetische Flusslinien penetriert werden können (Meißner-Ochsenfeld Effekt). Elementare Supraleiter. Aluminium und Blei.
• Typ II Supraleiter: Charakterisiert durch einen graduellen Übergang vom supraleitenden in den normalen Zustand. Metallische Legierungen oder komplexe, oxidische Keramiken

Verdrängung jeglichen magnetischen Feldes aus einem supraleitenden Material unterhalb der Sprungtemperatur T_c.

Phänomen eines Stromflusses zwischen zwei schwach gekoppelten Supraleitern, die durch eine dünne, isolierende Barriere getrennt sind. Diese Struktur – zwei Supraleiter verbunden mit einer nicht-leitenden Barriere – ist bekannt als Josephson Brücke. Der Strom, der die Bariere übertritt nennt sich Josephson Strom.

• Ortung erzeugender Generatoren
• Test von Hypothesen
• Auswertung Signalstärke
• Synchronisationseffekte / Korrelation
• Vergleich mit Normsignalen
• Identifikation pathologischer Signalmuster

Mikrosystemtechnik, Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnologie, Produktions- und Managementtechnik, Zell- und Biotechnologie, Neue Wirkstoffe und Materialien, Optische Technologie, Nanotechnologie

Zell- &Biotechnologie, Informationstechnologie, Mikrosystemtechnik, Nanotechnologie

Medizinàmed. Fragestellungà medizintechnische Lösung [Therapie: Medikament, Tumorbestrahlung] Technikàneue TechnologieàAnwendung in der Medizin (Kassenzulassung) [Diagnostik: Röntgen, MRI, Ultraschall, Gentechnologie]

Lunge: Atemfrequenz, Atemvolumina, Lungenvolumina, Herz: Schlagfrequenz, Schlagvolumen, Blutdruck, Reizausbreitung, Funktion der Klappen, Gefäße: Verengungen, Durchblutung, Sauerstoffgehalt

Organismus=Erzeuger elektrischer Signale: Elektrokardiographie (EKG), MKG (Magnetkardiographie)

Organismus= Erzeuger nichtelektrischer Signale: Herzkreislauf-Diagnostik, Lungenfunktionsdiagnostik

Organismus= Signalwandler: Optik, Ultraschall, Röntgen, CT, Kernspin

10µm

• Aufnahme von Nahrungsstoffen (Verdauung)
• Austausch von Wasser und Elektrolyten (Niere)
• Gasaustausch (Lunge)
• Bewegung (Muskel)
• Reizleitung (Nerven)

=Stofftrennung

• Schutz
• Stofftransport
• Reizleitung
• Wachstum
• Mechanischer Zusammenhang von Zellen

Doppelschicht aus Fettsäuren (Lipiden) , hydrophile Enden beidseitig zum Wasser hin.

chemische Eigenschaft einer Substanz, sowohl hydrophil als auch lipophil zu sein.

siehe Bild

Energieminimierung

Doppel vs. Mono-Lippidschicht

Phosphatidyl-serin, Phosphatidyl-cholin

Hydrophobe Moleküle (O2, CO2, N2, Benzol)

Ungeladene polare Moleküle (für größere [Glucose, Saccharose] wenier permeabel als für kleine[h20, Harnstoff, Glycerin])

s.Abb

Durch den Rest zwischen Amino- und Carboxygruppe.

Die Ausbildung der Bindungen zwischen Aminosäuren erfolgt unter Wasserabspaltung (Kondensation) zwischen der Amino-Gruppe eines Moleküls und der Carboxyl-Gruppe eines anderen Moleküls. Die verknüpfende Atomgruppe wird als Carbonsäureamid-Gruppe bezeichnet. Diese werden bei Proteinen als Peptid- Bindung bezeichnet. Sind in einem Molekül zwei Aminosäuren miteinander verbunden ,so bezeichnet man sie als Dipeptide