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MRT Spulen nach Funktion - Sendespulen, Empfängerspulen und Transceiver-Spulen
MRT Spulen bestehen aus leitfähigem Material und können deshalb Signale von Magnetfeldern empfangen und auch selbst Magnetfelder erzeugen. Sie werden in der Magnetresonanztomographie für beide Funktionen genutzt. Dabei sind die gewickelten Spulen in der Regel von einer Hülle umgeben und haben je nach Anwendungsgebiet verschiedene Formen.
Innerhalb des Kernspin-Geräts liegen ebenfalls mehrere Schichten unterschiedlicher Spulen übereinander und werden bei geschlossenen Geräten durch flüssiges Helium gekühlt, um die Supraleitfähigkeit der Magneten sicher zu stellen. Offene Geräte hingegen setzen auf Dauermagneten. Die innenliegende Schicht ist dabei eine Radiofrequenz Spule (RF-Spule), die auch Körperspule genannt wird. Diese ist in der Regel für das Senden der Signale verantwortlich und dient somit als Sendespule. In manchen Geräten wird sie allerdings auch als Empfangsspule genutzt, was dazu führt, dass weitere MRT Spulen nicht eingesetzt werden müssen, um ein Bild zu erzeugen.
Eine weitere MRT-Spule kann als als Empfänger dieser Signale am Patienten an der zu untersuchenden Körperregion angebracht werden. Beispiele dafür sind die Extremitäten, Halswirbelsäule und die Gelenke. Diese Empfängerspulen wandeln die empfangenen Signale in Daten um, die an einem Computer zu einem Bild verarbeitet werden.
Allerdings gibt es auch Hybrid Modelle, die sowohl Magnetfelder erzeugen, als auch empfangen können und somit gleichzeitig als Sender und Empfänger dienen. Diese sind auch als Transceiver-Spulen bekannt. Der Name setzt sich dabei aus den Worten Transmitter (Sender) und Receiver (Empfänger) zusammen. Bei dieser Art MRT Spulen bilden zwei spezifische Formen den Standard: Die Birdcage-Spule ähnelt einem Vogelkäfig und wird im Hochfrequenz-MRT für Knie- und Kopfuntersuchungen genutzt. Die zweite populäre Variante ist die gepaarte Sattelspule, bei der sich zwei längliche Spulen gegenüber stehen. Diese Variante findet eher im Niederfeld-MRT Anwendung, in dem üblicherweise mit offenen MRT-Geräten gearbeitet wird.
Einer der wichtigsten Faktoren ist die Signal-to-Noise-Ration (Signal-zu-Rausch-Verhältnis) oder kurz SNR, die eine Aussage über die Qualität des MRT Bildes gibt. Ein Bild besteht aus einer Vielzahl an einzelnen Bildpunkten, die Pixel genannt werden. Je stärker das Signal an einem bestimmten Punkt ist, desto heller ist der Pixel auf dem Bild. Dunkle Pixel haben dementsprechend ein schwächeres Signal. Das Rauschen auf der anderen Seite sind Bildstörungen, die zum einen durch die Messtechnik verursacht werden (bspw. durch Inhomogenität des Magnetfeldes oder durch Empfangs- und Gradientenspulen) und zum anderen durch den Patienten zustande kommen (Atem- und Herzbewegung, elektrisch geladene Atome, Übertragungen in den Nervenfasern). Zu schwache Signale gehen in diesem Rauschen unter und können nicht mehr im Bild dargestellt werden. Je besser das Signal und je geringer das Rauschen, desto besser also das Bild.
MRT Spulen nach Form - Oberflächenspulen, Volumenspulen und Phased-Array-Spulen
Oberflächenspulen
Eine weitere Unterteilung von MRT Spulen lässt sich anhand der geometrischen Form durchführen. Die einfachste Form bilden die Oberflächenspulen. Diese bestehen aus einer einfachen Spule in einer zweidimensionalen Form und gehören zu der Kategorie der Empfängerspulen. Als Material wird für Oberflächenspulen am häufigsten Kupfer eingesetzt, allerdings lassen sich auch andere elektrische Leiter dafür nutzen. In der Praxis werden für die Form in der Regel Kreise oder Quadrate genutzt. Oberflächenspulen werden lediglich auf die zu untersuchende Region aufgelegt und erhalten dadurch ihren Namen. Dadurch wird die magnetische Sensitivität des direkten, umliegenden Gewebes erhöht und ermöglicht so ein besseres Bild. Allerdings ist die Tiefe der Bilder sehr beschränkt und die erhöhte Sensitivität für die Magneten sinkt exponentiell ab, je weiter sich das Gewebe von der Oberflächenspule befindet. Anwendung finden Oberflächenspulen bei Untersuchungen der Wirbelsäule, der Schulter, dem Kiefergelenk und anderen Kleinteilen. Eine weitere Unterteilung in bestimmte Oberflächenspulen finden Sie in der nachfolgenden Tabelle.
| Oberflächenspulen Art | Beschreibung |
| Phased-Array-Spulen | Bestehen häufig aus mehreren kleine Spulen, die zusammen eingesetzt werden können, um durch die unterschiedlichen Kanäle eine hohe SNR mit großer Untersuchungsfläche zu ermöglichen. |
| Körperspulen | Flexible und biegsame Spulen, die sich bis zu einem gewissen Maße an die Körperstruktur anpassen können. |
| Sattelspulen | Zylindrische Spulen mit einfach oder mehrfach gedrehtem Kabel an beiden Enden. Neuere Versionen nutzen Folien statt Kabeln. |
| Linear-Polarisierte Spulen (LP)(linearly-polarized) | Nutzt lediglich einen Empfangskanal für den Elektromagnetischen Signalempfang. Das Magnetfeld der LP Spulen verläuft fast ausschließlich in eine Richtung. |
Volumenspulen
Demgegenüber stehen die Volumenspulen. Volumenspulen sind in der Regel Transceiver Spulen und dadurch sowohl Signalgeber als auch Empfänger. Mit Volumenspulen soll ein homogenes Bild mit genügend Tiefe über ein großes Volumen erzeugt werden. Daher eignet es sich optimal für Ganzkörper MRT Untersuchungen. Weitere Einsatzgebiete in kleineren Versionen sind Kopf- und Extremitäten-Untersuchungen. Obwohl Volumenspulen dazu fähig sind, elektromagnetische Signale simultan zu senden und zu empfangen, können dafür auch zwei unterschiedliche Spulen genutzt werden. Im zwei Spulen Szenario wird die größere Volumenspule zum Senden und die kleine zum Empfangen genutzt. Diese Spulenform kommt allerdings bei kleineren Untersuchungsregionen an seine Grenzen und verfügt nicht über eine adäquate SNR für diese kleinen Flächen im Vergleich zu Oberflächenspulen. Die bekanntesten Unterarten finden Sie in der untenstehenden Tabelle.
| Volumenspulen Art | Beschreibung |
| Birdcagespule | Volumenspule mit höchster Homogenität. Die Form ähnelt einem Vogelkäfig und wird hauptsächlich als Transceiver Spule für Kopfuntersuchungen eingesetzt. |
| Helmholtz-Spule | Besteht aus zwei identischen, kreisförmigen Oberflächenspulen, die parallel angeordnet sind und zur Messung der Z-Achse genutzt werden. |
| Gepaarte Sattelspule | Zwei parallel angeordnete Sattelspulen zur Messeung der X- und Y-Achse. Sorgen für lineares und homogenes Magnetfeld. |
| Solenoidspule | Zylinderspule zur Verbesserung der Bildtiefe. Eingesetzt für Untersuchungen der Extremitäten. |
| Kreisförmig-Polarisierte Spule (Circularly-Polarized/Quadraturenspulen) | Besteht aus orthogonal angeordneten Spulen, die den Empfang über einen zweiten Kanal ermöglichen und so ein spiralförmiges Magnetfeld erzeugen. |
Hersteller und Preise von MRT Spulen
Die Bandbreite an nennenswerten Herstellern von MRT Spulen überschneidet sich fast komplett mit den Herstellern der MRT-Geräte. Da die verschiedenen Hersteller bei ihren MRT-Geräten auf eigene Technologien setzen, um die Bildgebung zu verbessern, sind die jeweiligen Spulen der Hersteller in der Regel auch auf diese Technologien ausgelegt. In der Theorie wäre es zwar möglich, eine Spule von Hersteller A in einem Gerät von Hersteller B zu verwenden, allerdings macht das praktisch gesehen keinen Sinn, da die Spulen meist nicht richtig mit dem Gerät eines anderen Herstellers kommunizieren können und nicht auf die jeweiligen Geräte Features ausgelegt sind. Das Hauptproblem liegt in der Auslegung der Spule, die genau auf die Feldstärke des MRT Geräts angepasst sein muss. Andernfalls ist diese nicht fähig, ein Bild zu erstellen und somit nutzlos. Obwohl es auch kleinere Hersteller von MRT Spulen gibt, haben diese keine signifikante Position am regulären Markt und können nicht mit den preislichen Unterschieden einer Serienfertigung durch große Hersteller mithalten. Die wichtigsten Hersteller sind:
Die Preise für MRT Spulen variieren stark zwischen den unterschiedlichen Anbietern am Markt. Da MRT Spulen für fast jedes Gerät benötigt werden, ist es sinnvoll, diese bereits beim Kauf des Gerätes dazu zu bestellen. Durch den hohen Preis des MRT Gerätes haben Sie in der Regel einen besseren Hebel bei der Preisverhandlung der Spulen bzw. des gesamten Pakets, als wenn Sie die Spulen im Nachgang einzeln erwerben möchten. Preislich liegen diese je nach Hersteller, Art der Spule und Anwendungsgebiet zwischen 10.000 und 40.000 Euro. Sollte Ihnen eine Spule kaputt gegangen sein, wenden Sie sich als erstes an Ihren Servicetechniker oder an den Service des Herstellers. Sollte die Spule nicht reparabel sein oder sollten Sie eine zusätzliche Spule benötigen, um Ihre Arbeitsabläufe zu verbessern, sollten Sie mit erhöhten Preisen für neue Spulen rechnen. Personalisierte Spulen und Einzelstücke, die nicht als Serie gefertigt werden, können sogar bis knapp unter 100.000 € Kosten, da diese für den Einsatz in der EU eine CE-Zertifizierung erhalten müssen, deren Kosten sich nicht auf eine Reihe von Spulen verteilen können und so die Einzelspule sehr teuer machen.
Gebrauchte MRT Spulen
Gebrauchte MRT Spulen sind auf der anderen Seite deutlich günstiger als neue. Doch bei gebrauchten Spulen gilt es einiges zu beachten. Kaufen Sie direkt von einer anderen Einrichtung, können Sie zwar den günstigsten Preis erzielen, tragen allerdings bei der Transaktion auch das alleinige Risiko, da bei einem privaten Kauf keinerlei Garantie oder Gewährleistung gegeben werden muss. Außerdem erfolgt keine professionelle Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Spule, die eventuelle Schäden oder andere technische Defekte haben könnte.
Gebrauchte MRT Spulen von Händlern sind im Gegenzug zwar etwas teurer, jedoch technisch in einem einwandfreien Zustand und sind häufig durch eine Händlergewährleistung geschützt. Auch wenn diese Periode kürzer als die Gewährleistung bei neuen Spulen, bietet sie immer noch einen soliden Schutz vor unangenehmen Überraschungen. In unserem Netzwerk befinden sich einige Trusted Partner, die sich auf den Handel mit gebrauchten MRT Spulen und Geräten spezialisiert haben und bieten eine ausgezeichnete Beratung und einen kundenzentrierten Service an. Fragen Sie kostenlos an und erhalten Sie bis zu Angebote zum Vergleich.
Beim Kauf von gebrauchten MRT Spulen sollten Sie immer darauf achten, dass Sie Spulen kaufen, die kompatibel zu Ihrem MRT-Gerät sind. Ist die Spule nämlich nicht auf genau die gleiche Stärke wie die Gerätestärke ausgelegt, lässt sich die Spule nicht nutzen. Außerdem sollten Sie auf die korrekte Zertifizierung achten, da Sie ohne eine in Europa anerkannte Zertifizierung die Spule innerhalb der EU nicht verwenden dürfen.
Spulenerzeugte Bildartefakte
Wie auch bei anderen Verfahren der bildgebenden Diagnostik besteht auch beim Einsatz der Magnetresonanztomographie das Potential auf unterschiedliche Bildstörungen, auch Artefakte genannt. Diese können nicht nur durch das MRT-Gerät selbst auftreten, sondern auch durch die verwendeten MRT Spulen. Der richtige Umgang mit und Einsatz von MRT Spulen muss daher gelernt sein, um die Qualität der Bilder sicherzustellen. Hier finden Sie basierend auf der Feldforschung von GE einige der häufigsten Artefakte und Methoden, diese zu beheben oder zu verhindern.
Shading
Shading Artefakte werden sichtbar als Areale mit lediglich geringer Signalstärke oder gar keinem Signal. Diese lassen sich auf eine falsche Patienten- oder MRT Spulen-Positionierung zurückführen. Die zu untersuchende Region sollte immer im Zentrum der verwendeten Spule befinden, die wiederum im Zentrum des Magnetfeldes positioniert werden sollte. Ebenfalls können helle/weiße Flecken auf dem Bild auftreten und es kann zum Signalverlust der MRT Spule kommen, wenn der Patient die Spule berührt. Sorgen Sie dafür, dass die Spule keinen Kontakt zum Körper hat und polstern Sie im Zweifel die Region, sodass kein direkter Kontakt besteht.
Uneinheitliches Signal
Uneinheitlichkeiten in der Signalstärke machen sich besonders bei Oberflächenspulen bemerkbar. Das direkt umliegende Gewebe wird durch diese MRT Spulen am besten sichtbar gemacht und Uneinheitlichkeiten machen sich durch weiße Flecken nahe der Spule bemerkbar. Ein Grund kann in der unvollständigen Fettunterdrückung liegen. Anstatt sich auf diese zu konzentrieren, sollten als Lösungsansatz eher andere STIR Sequenzen genutzt werden. Einige Hersteller, wie z. B. GE Healthcare bieten besondere Techniken zur Korrektur der Spulenintensität an, die für eine Verbesserung der Einheitlichkeit genutzt werden können.
RF Inhomogenität
Eine Inhomogenität entsteht meistens dann, wenn ein Teil einer MRT Spule ausfällt oder ein ferromagnetischer Stoff (wie bspw. Nickel, Cobalt und Eisen) in der gescannten Region vorhanden ist und macht sich durch unterschiedliche Intensitäten auf dem Bild bemerkbar. Stellen Sie sicher, dass der Patient keinerlei ferromagnetische Stoffe in sich trägt und untersuchen Sie mittels manuellem Prescan die verwendete Spule, um etwaige Schäden auszumachen. Sollten Sie eine Fehlfunktion in der Spule ausmachen können, verwenden Sie die Spule nicht weiter und kontaktieren Ihren Service Techniker.