Die Magnetresonanztomographie (MRT), auch Kernspintomographie genannt, ist eine nicht-invasive Methode zur Untersuchung von Organen, Geweben und des Skelettsystems. Sie ist ein wichtiges bildgebendes Verfahren, um Ursachen für Erkrankungen des Herzens, des Gehirns und des Skelettsystems zu untersuchen. Insbesondere die 3-Tesla-MRT hat sich in den letzten Jahren als leistungsstarkes Werkzeug in der neurologischen Forschung etabliert, insbesondere bei der Untersuchung von Morbus Parkinson.
Die Bedeutung von Normkollektiven in der neurologischen Forschung
Um die Ursachen und den Verlauf neurologischer Erkrankungen wie Morbus Parkinson zu verstehen, ist es entscheidend, die Gehirne von Erkrankten mit denen gesunder Probanden zu vergleichen. Ziel vieler Studien ist es daher, ein gesundes Kollektiv an MRT-Untersuchungen des Kopfes als sogenanntes "Normkollektiv" für verschiedene neurologische Fragestellungen und Projekte zu generieren. Nur so kann sicher unterschieden werden zwischen natürlichen, physiologischen, altersbedingten Veränderungen und explizit durch die untersuchte Erkrankung hervorgerufenen Veränderungen. Die im Rahmen dieser Studien erhobenen Daten sollen Fragen bei einer Reihe von verschiedenen Erkrankungen beantworten.
Studiendesign zur Erstellung eines Normkollektivs
Um ein solches Normkollektiv zu erstellen, werden Probanden eingehend neurologisch untersucht. Dies beinhaltet ein kurzes Gespräch zur Patientengeschichte sowie einen kurzen neuropsychologischen Test, um eine zuvor unentdeckte neurologische Erkrankung auszuschließen. Anschließend wird eine MRT-Untersuchung in einem starken 3-Tesla-Magnetfeld durchgeführt. Teilnehmen können in der Regel Probanden über 18 Jahren, die nicht unter arterieller Hypertonie, Diabetes mellitus oder Platzangst leiden oder über nicht MRT-gängige Implantate verfügen. Da das Normkollektiv für verschiedene Fragestellungen verwendet werden soll, werden verschiedene Hypothesen geprüft.
Der technische Fortschritt in der neurologischen Bildgebung
Der technische Fortschritt setzt insbesondere in der neurologischen Bildgebung immer neue Impulse. Mit einem 3-Tesla-Hochfeld-MRT steht eine hervorragende Ausstattung auch für spezielle Fragestellungen zur Verfügung, insbesondere für die hochauflösende Darstellung der Hirnstrukturen sowie der Hirngefäße. Bei vielen Fragestellungen ist aufgrund der hohen Bildauflösung und spezieller Untersuchungssequenzen keine Kontrastmittelgabe erforderlich. Bei ärztlicher Indikation kann nach vorheriger Aufklärung ein gadoliniumhaltiges Kontrastmittel in die Vene verabreicht werden, um eine genaue Beurteilung der Gefäße zu ermöglichen und die Strukturanalyse umschriebener Läsionen des Gehirns zu verbessern. Das Kontrastmittel wird durch die Nieren wieder vollständig ausgeschieden.
Vorteile des 3-Tesla-MRT
Neben einer größeren Leistung und genaueren Bildern bietet das 3-Tesla-MRT bei der Kernspintomographie weitere Vorteile:
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- Höhere Signalstärke: Das stärkere Magnetfeld liefert mehr Informationen in kürzerer Zeit. So können die Untersuchungszeiten häufig verkürzt werden.
- Verbesserte Bildqualität: Durch die hohe Magnetfeldstärke kann viel Signal von dem zu untersuchenden Organ oder Körperteil empfangen werden. Je mehr Signal, desto besser die Bildqualität und umso mehr Diagnosesicherheit kann erzielt werden.
- Detailliertere Einblicke: Der 3-Tesla-MRT erlaubt detailliertere Einblicke in die inneren Organe und Gewebe, so lassen sich Entzündungsherde, Tumore, Metastasen und andere Organveränderungen sehr präzise und frühzeitig erkennen. Auch Engstellen der Gefäße können mittels 3D-Angiographie im 3-Tesla-MRT besser dargestellt werden.
- Komfort für Patienten: Die weite Öffnung des Gerätes gestattet eine komfortable Lagerung und die Untersuchung von Patienten, für die andere MRT-Geräte zu schmal bzw. nicht tragfähig genug sind. Zusammen mit der kürzesten gegenwärtig verfügbaren Bauweise des Gerätes erlebt der Patient die MRT-Untersuchung als weniger beengend. Dadurch können sogar Patienten untersucht werden, die an Panikattacken (Platzangst bzw. Klaustrophobie) leiden.
3-Tesla-MRT in der Parkinson-Forschung
Ein wichtiges Einsatzgebiet des 3-Tesla-MRT ist die Diagnostik nahezu aller Erkrankungen des Gehirns und des Rückenmarks. Beispiele sind Multiple Sklerose, Schlaganfall, Demenz, Parkinson, Tumore oder Entzündungen. Im Bereich der Parkinson-Forschung wird die 3-Tesla-MRT für verschiedene Zwecke eingesetzt:
Untersuchung von Faserbahnen im Gehirn
Trotz langjähriger umfassender Studien ist die Ursache der Parkinsonerkrankungen (PD) weiterhin unklar. So wird z.B. aktuell die langjährig gültige Hypothese, dass fehlgefaltetes alpha-Synuclein PD kausal verursachen würde, wieder in Frage gestellt. Auch die weiterhin führende Hypothese zur Krankheitsausbreitung von PD nach Braak über Fasertrakte die Magendarmtrakt, dorsal motorischen Vaguskern (DMV), Locus caeruleus (LC) und Substantia nigra (SN) verbinden, wird kritisch hinterfragt.
Mittels global Fibertracking via Diffusions-Mesoscopic-Imaging (DMI) gibt es eine kontrastmittelfreie Methode die es erlaubt diese Fasertrakte erstens in vivo nachzuweisen, zweitens deren Integrität zu messen. In bisher noch nicht veröffentlichten Vorarbeiten die die zerebralen Fasertrakte mittels DTI/DMI bei Parkinsonerkrankungen untersuchten zeigte sich, dass es hier zu starken, altersbedingten Veränderungen kommt und daher Kontrollgruppen streng altersgematched sein müssen.
Tiefe Hirnstimulation und Anatomie des Subthalamischen Kerns
Tiefe Hirnstimulation wird zur Behandlung der motorischen Symptome der Parkinson-Krankheit eingesetzt. Durch Forschung mit dem 3-Tesla-MRT wollen Forscher mehr Einblicke in die Anatomie des Gehirns in diesem Bereich erlangen. Der 7-Tesla-MRT ermöglicht zwar noch detailliertere Bilder des Gehirns als der 3-Tesla-MRT, welcher oft Standard in Krankenhäusern ist, aber auch mit dem 3-Tesla-MRT lassen sich wichtige Erkenntnisse gewinnen.
Biomarker-Forschung für neurodegenerative Krankheitsbilder
Ein Fokus der bildgebenden neurologischen MRT-Forschung ist der Bereich der Biomarker-Forschung für neurodegenerative Krankheitsbilder mit Schwerpunkten M. Parkinson und andere neurodegenerative Parkinsonsyndrome. Bio-Marker dienen in diesem Zusammenhang der Bearbeitung von Forschungsfragen zur Differentialdiagnostik innerhalb und zwischen nosologischen Entitäten, der Verlaufskontrolle, sowie Prädiktion und Evaluation von Therapieerfolgen. Methodisch kommen hierzu zum Einsatz die diffusionsgewichtete und hoch-auflösende strukturelle MR-Bildgebung sowie Maße der funktionellen Konnektivität wie sie mit Hilfe der resting-state funktionellen MR-Bildgebung erhoben werden.
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Überwachung des Krankheitsverlaufs und Begleiterkrankungen
MRT Untersuchungen unterstützen die Diagnose oder Überwachung des Krankheitsverlaufs aber auch anderer Begleiterkrankungen, unter denen Patienten möglicherweise leiden. Die Analysen basieren auf Begleiterkrankungen der Parkinson-Krankheit, für die in Europa eine MRT-Untersuchung empfohlen wird.
MRT-Sicherheit bei Patienten mit tiefer Hirnstimulation
Patienten mit einem PerceptTM PC System können auch mit 3T MRT-Systemen untersucht werden. Medtronic THS-Systeme sind bedingt MR-sicher, was bedeutet, dass nur unter bestimmten Voraussetzungen MRT-Untersuchungen durchgeführt werden können. Wenn die Voraussetzungen nicht erfüllt sind, kann die MRT eine Erwärmung des Gewebes verursachen, insbesondere an der/den implantierten Elektrode/n im Gehirn. Dies wiederum kann zu schweren und dauerhaften Verletzungen oder zum Tod führen. Daher ist es wichtig, vor einer MRT-Untersuchung immer den für die THS-Therapie verantwortlichen Arzt zu konsultieren, um die MRT-Eignung des Systems überprüfen zu lassen und mögliche Vorteile und Risiken einer MRT-Untersuchung zu besprechen.
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