Was ist Magnetresonanz?

Die Magnetresonanz (RM) ist wegen ihrer vielen Vorteile die am weitesten verbreitete Neuroimaging-Technik in den Neurowissenschaften. Die wichtigste ist, dass es sich um eine nicht-invasive Technik handelt und es sich um die Magnetresonanztechnik mit der höchsten räumlichen Auflösung handelt.

Da es sich um eine nicht-invasive Technik handelt, ist es nicht notwendig, irgendeine Wunde zu öffnen, um es durchzuführen, und es ist auch schmerzlos. Seine räumliche Auflösung ermöglicht die millimetergenaue Identifizierung von Strukturen, hat aber auch eine gute zeitliche Auflösung, die der zweiten unterlegen ist, obwohl dies nicht so gut ist wie bei anderen Techniken wie der Elektroenzephalographie (EEG).

Seine hohe räumliche Auflösung erlaubt es, Aspekte und morphologische Eigenschaften auf Gewebeebene zu untersuchen. Wie Stoffwechsel, Blutvolumen oder Hämodynamik.

Diese Technik wird als harmlos angesehen, das heißt, sie erzeugt im Organismus der Person, für die sie bestimmt ist, keinen Schaden, deshalb ist sie auch schmerzlos. Obwohl der Teilnehmer ein Magnetfeld eingeben muss, stellt dies kein Risiko für das Individuum dar, da dieses Feld sehr klein ist, normalerweise gleich oder weniger als 3 Tesla (3 T).

Aber nicht alle sind Vorteile, die RM ist eine schwierige Technik, um durchzuführen und zu analysieren, also müssen Fachleute eine vorherige Ausbildung durchführen. Außerdem sind teure Anlagen und Maschinen notwendig, daher hat es einen hohen räumlichen und wirtschaftlichen Aufwand.

Da es sich um eine so komplexe Technik handelt, ist ein multidisziplinäres Team erforderlich. Dieses Team besteht normalerweise aus einem Physiker, jemandem, der Physiopathologie kennt (wie ein Neuroradiologe) und jemandem, der die Experimente entwickelt, zum Beispiel einem Neuropsychologen.

In diesem Artikel wird die physikalische Grundlage der Magnetresonanz oben erklärt, aber es wird sich hauptsächlich auf die psychophysiologischen Grundlagen und praktische Informationen für Menschen konzentrieren, die sich einer MRT unterziehen müssen.

Psychophysiologische Grundlagen der Magnetresonanz

Die Funktionsweise des Gehirns basiert auf dem Austausch von Informationen durch chemische und elektrische Synapsen.

Um diese Aktivität durchzuführen, ist es notwendig, sie zu konsumieren, und der Energieverbrauch wird durch einen komplexen metabolischen Prozess ausgeführt, der, kurz gesagt, in einer Zunahme einer Substanz, die Adenosintriphosphat genannt wird, besser bekannt als ATP, ist Quelle der Energie, die das Gehirn verwendet, um zu funktionieren.

ATP wird aus der Oxidation von Glukose hergestellt, daher benötigt das Gehirn zur Arbeit Sauerstoff und Glukose. Um Ihnen eine Vorstellung zu geben, konsumiert ein ruhendes Gehirn 60% der gesamten Glukose, die wir konsumieren, etwa 120 g. Wenn also die Glukose- oder Sauerstoffzufuhr unterbrochen würde, würde das Gehirn Schaden erleiden.

Diese Substanzen erreichen die Neuronen, die sie benötigen, mittels Blutperfusion durch die Kapillarbetten. Je grßer die Gehirnaktivität ist, desto grßer ist daher der Bedarf an Glukose und Sauerstoff und mit einer Zunahme der zerebralen Durchblutung in einer lokalisierten Weise.

Um zu überprüfen, welcher Bereich des Gehirns aktiv ist, können wir den Verbrauch von Sauerstoff oder Glukose, den Anstieg des regionalen Gehirnflusses und Veränderungen des zerebralen Blutvolumens betrachten.

Die Art des zu verwendenden Indikators hängt von mehreren Faktoren ab, zu denen die Eigenschaften der auszuführenden Aufgabe gehören.

Mehrere Studien haben gezeigt, dass, wenn die Hirnstimulation über einen längeren Zeitraum stattfindet, die ersten beobachteten Veränderungen Glucose und Sauerstoff sind, dann eine Zunahme des regionalen zerebralen Flusses, und wenn die Stimulation fortschreitet, wird es einen Anstieg geben des Gesamthirnvolumens (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock & Vetterlein, 1986).

Sauerstoff wird durch die mit dem Hämoglobin verbundenen zerebralen Blutgefäße transportiert. Wenn Hämoglobin Sauerstoff enthält, wird es Oxyhämoglobin genannt, und wenn es ohne es bleibt, Deoxyhämoglobin. Wenn also die Aktivierung des Gehirns beginnt, gibt es einen lokalen Anstieg des Oxyhämoglobins und eine Abnahme des Desoxyhämoglobins.

Dieses Gleichgewicht erzeugt eine magnetische Veränderung im Gehirn, die in den MR-Bildern gesammelt wird.

Wie bekannt ist, wird intravaskulärer Sauerstoff gebunden an Hämoglobin transportiert. Wenn dieses Protein voller Sauerstoff ist, wird es Oxyhämoglobin genannt und wenn es freigesetzt wird, wird es Deoxyhämoglobin.

Während der zerebralen Aktivierung wird ein lokoregionaler Anstieg von arteriellem und kapillarem Oxyhämoglobin auftreten, jedoch wird die Konzentration von Desoxyhämoglobin abnehmen, wie oben erklärt, aufgrund der Abnahme des Gewebe-Sauerstofftransports.

Dieser Abfall der Konzentration von Desoxyhämoglobin führt aufgrund seiner paramagnetischen Eigenschaft zu einem Anstieg des Signals in den fMRI-Bildern.

Zusammenfassend basiert die MRT auf der Identifizierung der hämodynamischen Veränderungen von Sauerstoff im Blut durch den BOLD-Effekt, obwohl Blutflussniveaus auch indirekt durch Verfahren wie Bildgebung und Perfusion und ASL abgeleitet werden können (arterielle Spin-Markierung).

Mechanismus der Wirkung Fett

Die heute am häufigsten verwendete MRI-Technik ist diejenige, die auf dem BOLD-Effekt basiert. Diese Technik ermöglicht es, die hämodynamischen Veränderungen aufgrund der magnetischen Veränderungen im Hämoglobin (Hb) zu identifizieren.

Dieser Effekt ist ziemlich komplex, aber ich werde versuchen, es auf die einfachste Weise zu erklären.

Wenn Sie mehr wissen möchten, empfehle ich Ihnen, die folgende Präsentation zu sehen:

Der erste, der diesen Effekt beschreibt, ist Ogawa und sein Team. Diese Forscher fanden heraus, dass, wenn der Hb enthält keinen Sauerstoff enthält, Desoxyhämoglobin ist paramagnetisch (zieht Magnetfelder), aber, wenn sie vollständig oxygenierten (Oxy-Hb) ändert und wird diamagnetischen (abstößt Magnetfelder) (Ogawa, et al ., 1992).

Wenn es eine größere Anwesenheit von Desoxyhämoglobin ist das lokale Magnetfeld gestört wird und die Kerne nehmen weniger Zeit in seine ursprüngliche Position zurückzubringen, so dass es weniger Signal T2, und umgekehrt, ist die langsamere Oxy-Hb die Rückgewinnung der Kerne und das Minus-Signal T2 wird empfangen.

Zusammenfassend erfolgt der Nachweis der Hirnaktivität mit dem Mechanismus des BOLD-Effekts wie folgt:

1. Die Gehirnaktivität eines bestimmten Bereichs nimmt zu.
2. Aktivierte Neuronen benötigen Sauerstoff für Energie, den sie von den Neuronen um sie herum aufnehmen.
3. Das Gebiet um die aktiven Neuronen verliert Sauerstoff, daher nimmt zu Beginn Deoxyhämoglobin zu und T2 nimmt ab.
4. Nach der Zeit (6-7s) erholt sich die Zone und erhöht den oxyHb, so dass T2 zunimmt (zwischen 2 und 3% bei Magnetfeldern von 1,5 T).

Funktionelle Magnetresonanz

Dank des BOLD-Effekts können funktionelle Magnetresonanzen (fMRI) durchgeführt werden. Funktionelle MRT-Kontrast MRI, dass in der ersten zu trocknen, führt die Teilnehmer eine Übung, während es MRI durchgeführt, durch die Gehirnaktivität gemessen werden kann, wenn eine Funktion ausgeführt wird, nicht nur in Ruhe .

Die Übungen bestehen aus zwei Teilen, während der erste die Aufgabe ausführt und dann während der Ruhezeit ruht. Die fMRI-Analyse wird durch Vergleichen von Voxel mit Voxel der Bilder, die während der Ausführung der Aufgabe und zur Ruhezeit empfangen werden, durchgeführt.

Daher erlaubt diese Technik, die funktionelle Aktivität mit hoher Präzision mit der zerebralen Anatomie in Beziehung zu setzen, was bei anderen Techniken wie EEG oder Magnetoenzephalographie nicht der Fall ist.

Obwohl fMRI eine Technik sehr genau ist, misst er die Gehirnaktivität indirekt, und mehrere Faktoren können stören die Daten erhalten und die Ergebnisse zu ändern, ob intern an den Patienten oder extern, wie etwa die Eigenschaften des magnetischen Feldes oder Nachbearbeitung.

Praktische Informationen

In diesem Abschnitt werden einige Informationen erläutert, die von Interesse sein könnten, wenn Sie an einer MRT-Studie teilnehmen müssen, entweder bei einer Patientenkontrolle oder einer gesunden Kontrolle.

Die RM kann in fast jeden Teil des Körpers vorgenommen werden, die häufigsten sind die Bauch-, Hals-, Brust- das, Gehirn oder Kopf, das Herz, Lenden- und Becken. Hier wird das Gehirn erklärt, da es meinem Studiengebiet am nächsten ist.

Wie wird der Test durchgeführt?

Die MRT-Untersuchungen sollten in spezialisierten Zentren und mit den notwendigen Einrichtungen wie Krankenhäusern, Radiologiezentren oder Laboren durchgeführt werden.

Der erste Schritt besteht darin, sich angemessen zu kleiden, Sie müssen alle Dinge, die Sie aus Metall haben, entfernen, damit sie das MRI nicht stören.

Dann werden Sie aufgefordert, auf einer horizontalen Fläche zu liegen, die in eine Art Tunnel, den Scanner, eingeführt wird. Einige Studien erfordern, dass Sie sich in einer bestimmten Weise hinlegen, aber normalerweise ist es normalerweise auf dem Kopf stehend.

Während MRT erfolgt nicht allein sein wird, wird Ihr Arzt oder die Person, die die Maschinensteuerung wird in einem geschützten Magnetfeld in der Regel ein Fenster, alles zu sehen haben platziert werden, die verbunden MRI im Wohnzimmer passiert. Dieser Raum hat auch Monitore, wo der Verantwortliche sehen kann, ob alles gut läuft, während das MRT durchgeführt wird.

Der Test dauert zwischen 30 und 60 Minuten, obwohl er länger dauern kann, besonders wenn es sich um eine fMRT handelt, in der Sie die Übungen durchführen müssen, die Sie während der MRT-Messung Ihrer Gehirnaktivität angeben.

Wie bereitet man sich auf den Test vor?

Wenn Ihnen gesagt wird, dass ein MRT-Test durchgeführt werden sollte, sollte Ihr Arzt sicherstellen, dass Sie keine metallischen Geräte in Ihrem Körper haben, die die MRT beeinträchtigen könnten, wie zum Beispiel:

• Künstliche Herzklappen
• Clips für zerebrales Aneurysma.
• Defibrillator oder Herzschrittmacher.
• Implantate im Innenohr (Cochlea).
• Nephropathie oder Dialyse.
• Künstliche Gelenke kürzlich platziert.
• Stents (vaskuläre Stents).

Darüber hinaus sollten Sie dem Arzt mitteilen, wenn Sie mit Metall gearbeitet haben, da Sie möglicherweise eine Untersuchung benötigen, um zu untersuchen, ob Sie beispielsweise Metallpartikel in Ihren Augen oder Nasenlöchern haben.

Sie sollten Ihren Arzt auch informieren, wenn Sie an Klaustrophobie leiden (Angst vor engen Räumen), da Ihr Arzt Ihnen nach Möglichkeit empfiehlt, ein offenes MRT durchzuführen, das mehr vom Körper getrennt ist. Wenn es nicht möglich ist und Sie sehr ängstlich sind, können Ihnen Anxiolytika oder Schlaftabletten verschrieben werden.

Der Tag des Tests sollte nicht essen oder trinken vor dem Test, etwa 4 oder 6 Stunden davor.

Ich muss versuchen, ein Minimum an Metallgegenständen (Schmuck, Uhren, Handy, Geld, Kreditkarte ...) mit in die Studie zu nehmen, da diese den RM stören können. Wenn Sie sie nehmen, müssen Sie sie alle außerhalb des Raumes lassen, in dem sich die RM-Maschine befindet.

Wie fühlt es sich an?

Die MRT-Untersuchung ist völlig schmerzfrei, aber es kann ein wenig nervig oder unangenehm sein.

Vor allem kann es Angst verursachen, wenn man so lange in einem geschlossenen Raum liegen muss. Außerdem muss die Maschine so still wie möglich sein, denn wenn es keine Fehler in den Bildern verursachen kann. Wenn Sie für eine so lange Zeit nicht still stehen können, können Ihnen Medikamente gegeben werden, um Sie zu entspannen.

Zweitens erzeugt die Maschine eine Reihe von kontinuierlichen Geräuschen, die lästig sein können, um den Klang zu reduzieren, den Sie Ohrstöpsel tragen können, immer Ihren Arzt vorher konsultierend.

Das Gerät verfügt über eine Gegensprechanlage, mit der Sie mit der für die Untersuchung zuständigen Person kommunizieren können. Wenn Sie also etwas fühlen, das abnormal erscheint, können Sie es konsultieren.

Es ist nicht notwendig, im Krankenhaus zu bleiben, nach dem Test können Sie nach Hause gehen, essen, wenn Sie wollen und ein normales Leben führen.

Wofür ist es gemacht?

MRT wird zusammen mit anderen Tests oder Nachweisen verwendet, um eine Diagnose zu stellen und den Zustand einer an einer Krankheit leidenden Person zu beurteilen.

Welche Informationen zu erhalten sind, hängt von der Stelle ab, an der die Resonanz durchgeführt wird. Magnetresonanzsignale des Gehirns sind nützlich zum Detektieren von für die folgenden Zustände charakteristischen Hirnzeichen:

• Angeborene Anomalie des Gehirns
• Blutungen im Gehirn (Subarachnoidal- oder intrakranielle Blutung)
• Gehirnentzündung
• Hirntumore
• Hormonstörungen (wie Akromegalie, Galaktorrhoe und Cushing-Syndrom)
• Multiple Sklerose
• Strich

Darüber hinaus kann es auch nützlich sein, die Ursache von Bedingungen zu ermitteln, z.

• Muskelschwäche oder Taubheit und Kribbeln
• Änderungen im Denken oder Verhalten
• Hörverlust
• Kopfschmerzen, wenn einige andere Symptome oder Anzeichen vorhanden sind
• Schwierigkeitsgrad zu sprechen
• Sehprobleme
• Demenz

Hast du Risiken?

Die Magnetresonanz verwendet Magnetfelder und wurde im Gegensatz zu Strahlung in keiner Studie gefunden, die Schäden verursacht.

Kontrast MRI-Studien, die die Verwendung eines Farbstoffes erfordern, werden normalerweise mit Gadolinium durchgeführt. Dieser Farbstoff ist sehr sicher und allergische Reaktionen treten selten auf, obwohl er für Menschen mit Nierenproblemen schädlich sein kann. Wenn Sie an einem Nierenproblem leiden, sollten Sie daher Ihren Arzt vor der Durchführung der Studie informieren.

Die Magnetresonanztomographie kann gefährlich sein, wenn die Person Metallgeräte wie Herzschrittmacher und Implantate trägt, da sie sie nicht so gut funktionieren lassen können.

Darüber hinaus müssen Sie eine Studie durchführen, wenn das Risiko besteht, dass Sie Metallspäne in Ihrem Körper haben, da das Magnetfeld dazu führen kann, dass sie sich bewegen und organische oder Gewebeschäden verursachen.

Referenzen

1. Álvarez, J., Ríos, M., Hernández, J., Bargalló, N., und Calvo-Merino, B. (2008). Magnetresonanz I: Funktionelle Magnetresonanz. In F. Maestú, M. Ríos und R. Cabestrero, Techniken und kognitive Prozesse (Seiten 27-64). Barcelona: Elsevier.
2. Clarke, D., und Sokoloff, L. (1994). Kreislauf- und Energiestoffwechsel des Gehirns. In G. Siegel und B. Agranoff, Grundlegende Neurochemie (S. 645-680). New York: Rabe.
3. Gross, P., Sposito, N., Pettersen, S., Panton, D., und Fenstermacher, J. (1987). Topographie der Kapillardichte, des Glukosestoffwechsels und der mikrovaskulären Funktion innerhalb des unteren Colliculus der Ratte. J Cereb Blutfluss Metab, 154-160.
4. Klein, B., Kuschinsky, W., Schrock, H., & Vetterlein, F. (1986). Interdependenz von lokaler Kapillardichte, Blutfluss und Metabolismus in Rattengehirnen. Am J Physiol, H1333-H1340.
5. Levy, J. (22. Oktober 2014). Leiter MRT. Erhalten von MedlinePlus.
6. Levy, J. (22. Oktober 2014). MRT. Erhalten von MedlinePlus.
7. Ogawa, S., Tank, D., Menon, R., Ellermann, J., Kim, S. & Merkle, H. (1992). Intrinsische Signaländerungen begleitend zur sensorischen Stimulation: funktionelle Gehirnkartierung mit Magnetresonanztomographie. Proc Natl Acad Sci U.S.A., 5951-5955.
8. Puigcerver, P. (s.f.). Grundlagen der Magnetresonanz. Valencia, Valencianische Gemeinschaft, Spanien. Abgerufen am 8. Juni 2016.