Eine Kernspintomographie des Kopfes ist das hochwertigste Verfahren der bildgebenden Diagnostik zum Nachweis krankhafter Veränderungen der grauen und weißen Substanz des Gehirns. Sie kommt ohne  Röntgenstrahlung aus. Sie dient der Klärung von Entzündungsprozessen, Unfallfolgen und zur Diagnostik von Tumoren im Gehirn und an der Schädelbasis. Auch komplexe Missbildungen, Folgen von Stoffwechselerkrankungen und degenerative Hirnveränderungen können nachgewiesen werden. Ferner findet sie Anwendung bei der Ausschlußdiagnostik von Kopfschmerzen.
Im Rahmen der Abklärung von Durchblutungsstörungen (Schlaganfalldiagnostik) spielt die MR-Angiographie (Gefäßdarstellung) der Hirnarterien sowie die Diffusionsbildgebung mit schnellen EPI-Techniken heute eine tragende Rolle. Nur mit dem Diffusions-MRT lassen sich Hirninfarkte schon in den ersten Stunden diagnostizieren. Auch in späteren Stadien gelingt mit dieser Methode der Nachweis kleinster Durchblutungsstörungen, die sonst übersehen werden können.

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