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 Grenzen -Epilepsiediagnostik -Hirntoddiagnostik -Schlafdiagnostik -hirnorganische Prozesse z.B. Enzephalitis, Intoxikationen,Stoffwechsel- störungen -evozierte Potentiale -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 MEG Gelb markierte Areale bezeichnen Regionen hoher Aktivität

Indikationen und Grenzen des MEG Klinische Indikationen Grenzen Fokussuche in der Epilepsiediagnostik - Planung komplexer neurochirurgischer Eingriffe z.B. bei Hirntumoren -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 Grenzen Basalganglienerkrankungen z.B. M.Parkinson,Chorea Huntington Demenzfrüherkennung Fokussuche bei Epilepsie Diagnostik bei Temporallappenepilepsien 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 Grenzen - Epilepsiediagnostik - Hirnfunktionsdiagnostik bei degenerativen Erkrankungen und Demenzen 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

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