Anwendung und Ablauf der funktionellen Magnetresonanztomographie

Bei der funktionellen Magnetresonanztomographie handelt es sich um eine bildgebende Untersuchungsmethode. Dabei werden die physiologischen Funktionen im Körperinneren mit den Verfahren der Magnetresonanztomographie dargestellt.

Funktion und Durchführung der funktionellen Magnetresonanztomographie zur bildgebenden Untersuchung des Gehirns

Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ist eine Variante der Magnetresonanztomographie (MRT), die auch als Kernspintomographie bekannt ist.

Ziel und Zweck

Zweck des bildgebenden Verfahrens ist die Messung von möglichen Veränderungen bei der Durchblutung des Gewebes in den unterschiedlichen Regionen des Gehirns. So kann die fMRT funktionelle Abläufe im Hirngewebe durch Schnittbilderserien aufzeigen.

Im weiteren Sinne gelten auch andere funktionell bildgebende Untersuchungsverfahren als funktionelle Magnetresonanztomographie, wie:

  • die Perfusions-MRT
  • die zeitaufgelöste MRT-Untersuchung von Bewegungen der Gelenke
  • die dynamische Herz-MRT

Funktionsprinzip

Die Aufnahmen, die im Rahmen der funktionellen Magnetresonanztomographie angefertigt werden, machen Durchblutungsveränderungen in Hirnarealen, die durch Stoffwechselveränderungen entstehen, sichtbar. Diese Vorgänge stehen im Zusammenhang mit neuronalen Aktivitäten.

Die Grundlage für die funktionelle Magnetresonanztomographie wird durch den BOLD-Kontrast (Blood oxygenation level dependent) gebildet. Dieser nutzt die magnetischen Eigenschaften sowohl von sauerstoffarmen als auch von sauerstoffreichen Blut zur Signaldetektion. Dabei handelt es sich präzise um den Unterschied zwischen Oxyhämoglobin und Desoxyhämoglobin.

Oxyhämoglobin und Desoxyhämoglobin

Während Oxyhämoglobin diamagnetisch ist und sich nicht auf die Magneteigenschaften des benachbarten Gewebes auswirkt, ist Desoxyhämoglobin dagegen paramagnetisch, was darstellbare Magnetfeldveränderungen bewirkt. Werden die Gehirnareale stimuliert, hat dies eine umschriebene Stoffwechselsteigerung zur Folge.

Diese Stimulation manifestiert sich durch eine Steigerung des zerebralen Blutflusses, wodurch sich das Verhältnis zwischen oxygeniertem und desoxygeniertem Blut verändert. Infolge dessen kommt es zu einer Signaländerung. Macht man die Aufnahmen sowohl in einem stimulierten Zustand als auch im Ruhezustand und an verschiedenen Zeitpunkten, lassen sie sich statistisch miteinander vergleichen.

Mithilfe eines Computers ordnet man die stimulierten Hirnareale räumlich zu und stellt sie bildlich dar.

Vorteile und Einsatzgebiete

Die funktionelle Magnetresonanztomographie hat den Vorteil, dass sie in nur wenigen Sekunden Aktivitäten der Nervenzellen präzise lokalisieren kann, wodurch sie neue Einblicke in die Funktionsabläufe des Gehirns möglich macht.

Zum Einsatz kommt das Verfahren derzeit vor allem zur Vorbereitung von neurochirurgischen Operationen. Darüber hinaus setzt man die fMRT auch in der Hirnforschung sowie im Neuromarketing ein.

Ablauf der funktionellen Magnetresonanztomographie

Mithilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie lässt sich die Aktivität des Gehirns besser erfassen. Der Ablauf der Untersuchung findet in drei Phasen statt.

Drei Phasen

Normalerweise wird eine Untersuchung, bei der die funktionelle Magnetresonanztomographie zur Anwendung kommt, in drei Phasen durchgeführt.

Phase 1 bezeichnet man als Prescan. Darunter versteht man einen kurzen und gering auflösenden Scan, mit dem man überprüft, ob die Lagerung des Patienten richtig ist.

Bei Phase 2 handelt es sich um einen anatomischen MRT-Scan. Dabei wird ein hoch auflösender Scan durchgeführt, bei dem man die Anatomie der zu untersuchenden Person durch eine Bildfusion genauestens darstellt.

In Phase 3 findet schließlich der eigentliche fMRT-Scan statt. Dabei stellt man mithilfe des BOLD-Kontrasts die Durchblutungsunterschiede im Gewebe, das untersucht wird, dar.

Durchführung

Führt man eine Gehirnuntersuchung zu Versuchszwecken durch, setzt man die Versuchsperson oftmals einem wiederholten Reiz aus, bei dem der Probande auch eine Aufgabe, wie zum Beispiel das Drücken einer bestimmten Taste, haben kann. Diese Aufgabe wird bei den meisten Versuchen mehrfach wiederholt.

Auf diese Weise lassen sich die Daten aus der Reizphase mit denen aus der Ruhephase statistisch vergleichen.

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Quellenangaben
  • blutkreislauf des gehirns © Sebastian Kaulitzki - www.fotolia.de

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