Funktionelle Bildgebung in der Neurologie

Transkript

1 Funktionelle Bildgebung in der Neurologie Academia Neurologica Plau am See, Famulus Marco Gericke

2 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

3 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

4 Elektrische/Magnetische Verfahren - Elektroencephalographie: EEG - Magnetencephalographie: MEG - Transkranielle Magnetstimulation: TMS

5 Elektroencephalographie: EEG

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8 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: Hz wacher Erwachsener mit göffneten Augen und geistiger Tätigkeit

9 Indikationen und Grenzen des EEG Klinische Indikationen -Epilepsiediagnostik -Hirntoddiagnostik -Schlafdiagnostik -hirnorganische Prozesse z.b. Enzephalitis, Intoxikationen,Stoffwechselstörungen -evozierte Potentiale Grenzen -Nur das obere Kortexdrittel ist der Ableitung zugänglich -Änderung von Kortexpotentialen durch tieferliegende Strukturen?

10 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

11 Parkinson-Tremor im MEG Gelb markierte Areale bezeichnen Regionen hoher Aktivität

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13 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

14 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

15 Metabolische Verfahren - Positronenemissionstomographie: PET - Single-Photon-Emissionscomputertomographie: SPECT - Funktionelle Magnetresonanztomographie: fmrt - Magnetic Particle Imaging: MPI

16 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

17 -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 Darstellung des präsynaptischen Dopamin-Pools

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19 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

20 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

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25 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

26 Funktionelle Magnetresonanztomographie: fmrt - Basiert auf den unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften von oxygeniertem und desoxygeniertem Blut (BOLD-Effekt)

27 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

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33 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

34 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

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37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!