Einsatz der magnetischen Induktion in medizinischer Bildgebung und Therapie

Einsatz der magnetischen Induktion in medizinischer Bildgebung und Therapie: So verbessert sie Diagnosen und Behandlungen durch gezielte Wärmeentwicklung.

Einsatz der magnetischen Induktion in medizinischer Bildgebung und Therapie

Die magnetische Induktion spielt eine bedeutende Rolle in der medizinischen Bildgebung und Therapie. Die bekanntesten Anwendungen sind die Magnetresonanztomographie (MRT) und die Hyperthermie-Therapie. Diese Technologien nutzen die Prinzipien der Physik und des elektromechanischen Ingenieurwesens, um Krankheiten zu diagnostizieren und zu behandeln.

Magnetresonanztomographie (MRT)

Die Magnetresonanztomographie ist eine nicht-invasive Bildgebungstechnologie, die detaillierte Bilder der inneren Körperstrukturen liefert. Sie basiert auf der Nutzung eines starken Magnetfeldes und Radiofrequenzwellen. Die grundlegenden physikalischen Prinzipien, die hinter der MRT stehen, sind:

Magnetische Felder: Ein starkes Magnetfeld, das in Tesla (T) gemessen wird, richtet die Protonen im Körpergewebe aus.

Präzession: Die Protonen beginnen in einer kreisförmigen Bewegung um die Magnetfeldrichtung herum zu „präsentieren“.

Resonanzfrequenz: Durch die Anwendung von Radiofrequenzpulsen in der Resonanzfrequenz dieser Protonen werden sie aus ihrer Ausrichtung gebracht.

Relaxation und Signalemission: Beim Zurückkehren in die Grundstellung senden die Protonen elektromagnetische Signale aus, die von Detektoren aufgefangen und in Bilder umgewandelt werden.

Hyperthermie-Therapie

Die Hyperthermie-Therapie ist eine Methode zur Behandlung von Krebs, bei der Tumorzellen durch Erhitzen zerstört werden. Diese Therapie kann auf zwei Arten durchgeführt werden: lokal und regional. Magnetische Nano-Partikel sind häufig das Mittel der Wahl. Hier sind die wichtigsten Schritte:

Einbringen der Nano-Partikel: Magnetische Nano-Partikel werden in das Tumorgewebe injiziert.

Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes: Ein Wechselfeld wird angelegt, wodurch die Nano-Partikel erhitzt werden.

Erwärmung des Gewebes: Die Temperatur im Tumorgewebe steigt, was zur Schädigung oder Zerstörung der Tumorzellen führt.

Die magnetische Induktion in der Hyperthermie nutzt die Verlustwärme, die durch die Magnetisierungsänderungen der Nano-Partikel erzeugt wird. Diese Erwärmung kann kontrolliert und gezielt eingesetzt werden, um möglichst effektiv das Tumorgewebe zu behandeln und dabei gesundes Gewebe zu schonen.

Zukunftsperspektiven

Die laufende Forschung im Bereich der magnetischen Induktion könnte zu weiteren Verbesserungen in der medizinischen Bildgebung und Therapie führen. Neue Materialien und verbesserte Techniken könnten zu präziseren Diagnosen und effektiveren Behandlungen führen. Auch die Kombination mit anderen Methoden, wie z.B. der kontrollierten Medikamentenfreisetzung, bietet spannende Möglichkeiten.

Insgesamt zeigt die Anwendung der magnetischen Induktion in der Medizin, wie Ingenieurwissenschaften und Physik zusammenarbeiten, um Leben zu verbessern und zu retten.