Funktionelle Bildgebung in der Neurologie Academia Neurologica Plau am See, 10.03.2010 Famulus Marco...

Funktionelle Bildgebung in der Neurologie

Academia Neurologica Plau am See, 10.03.2010

Famulus Marco Gericke

Klinische Indikationen der funktionellen Bildgebung

- Abgrenzung von funktionsfähigem und infarziertem Gewebe bei Ischämie

- Differenzialdiagnose bei der Demenz

- Frühe Diagnose bei degenerativen Erkrankungen

- Fokussuche bei der Epilepsiediagnostik

- Operationsplanung in der Neurochirurgie

- Therapiebeurteilung bei M.Parkinson

Kartierung von Hirnfunktionen (Brain Mapping)

- Anatomische Kartierung:Makro+Mikroarchitektur

- Funktionelle Kartierung: visuelles,motorisches,somatosensibles System,Sprache,Gedächtnis,Emotion,Bewußtsein

- Biochemie von Verhalten (Neurotransmitter)

- Pathogenese von Krankheiten

- Zerebrale Reorganisation nach peripheren und zentralen Läsionen

Elektrische/Magnetische Verfahren

- Elektroencephalographie: EEG

- Magnetencephalographie: MEG

- Transkranielle Magnetstimulation: TMS

Elektroencephalographie: EEG

EEG-Frequenzbänder

- Delta: 0 - 3,5 Hz Tiefschlaf

- Theta: 3,5 - 7,5 Hz Starke Müdigkeit,Einschlafen

- Alpha: 7,5 - 13 Hz Erwachsener wach,entspannt mit geschlossenen Augen

- Beta: 13 – 30 Hz wacher Erwachsener mit göffneten Augen und geistiger Tätigkeit

Indikationen und Grenzen des EEG

Klinische Indikationen-Epilepsiediagnostik

-Hirntoddiagnostik

-Schlafdiagnostik

-hirnorganische Prozesse z.B. Enzephalitis, Intoxikationen,Stoffwechsel-störungen

-evozierte Potentiale

Grenzen-Nur das obere Kortexdrittel ist der Ableitung zugänglich

-Änderung von Kortexpotentialen durch tieferliegende Strukturen ?

Magnetencephalographie: MEG

- Die magnetischen Signale des Gehirns bewegen sich im Bereich sehr geringer Feldstärken (fT)

- Zur Messung ist daher eine elektromagnetische Abschirmung notwendig

- Elektrische Ströme aktiver Nervenzellen erzeugen Magnetfelder die in den bis zu 300 MEG-Messpulen(SQUIDs) eine Spannung induzieren

- Daraus folgt eine sehr hohe zeitliche Auflösung

Parkinson-Tremor im MEGGelb markierte Areale bezeichnen Regionen hoher Aktivität

Indikationen und Grenzen des MEG

Klinische Indikationen-Fokussuche in der Epilepsiediagnostik

- Planung komplexer neurochirurgischer Eingriffe z.B. bei Hirntumoren

Grenzen-Teilweise uneindeutige Ergebnisse wegen möglicher falscher Zuordnung der Magnetimpulse zu anatomischen Strukturen

Transkranielle Magnetstimulation

- Schmerzloses nichtinvasives Verfahren zur Untersuchung des Motokortex und seiner Efferenzen

- Extrakraniell applizierter fokussierter Magnetreiz identifiziert die Repräsentationsareale einzelner Muskeln

- Kombination mit PET und fMRT

Metabolische Verfahren

- Positronenemissionstomographie: PET

- Single-Photon-Emissionscomputertomographie: SPECT

- Funktionelle Magnetresonanztomographie: fMRT

- Magnetic Particle Imaging: MPI

Positronenemissiontomographie: PET

- Patienten wird durch Injektion in die Armvene ein Positronen emittierendes Radiopharmakon verabreicht

- Die Positronen kollidieren mit Elektronen im Körper, dabei entstehen 2 Photonen, die in entgegengesetzte Richtungen fliegen

- Gegenüberliegende Detektoren des PET-Geräts registrieren die Photonen und errechnen ein Bild

-Kombination morphologischer und funktioneller Bildgebung im PET/CT

-Die verwendeten Radionuklide sind z.B. 15O, 18F, 11C , 13N, 68Ga, 82Rb

-Meistens wird 18F verwendet (in über 90%)

-In der Neurologie z.B. häufig 18F-6-Fluoro- DOPA in der Parkinson-Diagnostik zur Dar- stellung des präsynaptischen Dopamin-Pools

Indikationen und Grenzen der PET

Klinische Indikationen-Basalganglienerkrankungen z.B. M.Parkinson,Chorea Huntington

-Demenzfrüherkennung

-Fokussuche bei Epilepsie

-Diagnostik bei Temporallappenepilepsien

Grenzen-Hohe Kosten und Lieferprobleme bei den Radionukliden

-Strahlenbelastung

SPECT

-Es handelt sich um ein nuklearmedizinisches

Verfahren wie bei der PET.

-Das applizierte Radionuklid ist ein Gammastrahler

meistens 99mTc

-Es werden statische und dynamische Verfahren

angewendet

Indikationen und Grenzen der SPECT

Klinische Indikationen- Epilepsiediagnostik

- Hirnfunktionsdiagnostik bei degenerativen Erkrankungen und Demenzen

Grenzen-Morphologisch nur geringe Aussagekraft

-Geringere räumliche Auflösung als die PET

-Daher Kombination mit CT im

SPECT/CT

-Strahlenbelastung

Funktionelle Magnetresonanztomographie: fMRT

- Basiert auf den unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften von oxygeniertem und desoxygeniertem Blut (BOLD-Effekt)

fMRT-Untersuchung

- 1.Prescan: kurzer Scan zur Lageüberprüfung des Patienten

- 2.Anatomischer MRT-Scan: hochauflösender Scan um die Anatomie des Untersuchungsbezirks zu erfassen

- 3.fMRT-Scan: schneller Scan der Durchblutungsunterschiede anhand des BOLD-Effektes registriert

Grenzen des fMRT

- Geringe zeitliche Auflösung

- Neuronale Aktivität wird nicht direkt gemessen

sondern aus den Unterschieden in der

Durchblutung geschlussfolgert

- MöglicheVerfälschung der Daten durch

Bildkonstruktion

Magnetic Particle Imaging: MPI

- Magnetpartikelbildgebung, MPI bestimmt die

Verteilung von magnetischen Partikeln

(Eisennanopartikel) in einem Volumen

- Anders als beim MRT werden nicht die

Auswirkungen des Magnetfeldes sondern die

Magnetisierung der Partikel selbst detektiert.

- hohe räumliche und zeitliche Auflösung

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !