73
Neuropsychologie (Subject) / V04_MRT3 (Lesson)
Advertisement
- Diffusion entlang eines Axonbündels (4 Punkte) Wassermoleküle diffundieren leichter entlang eines Axonbündels als quer dazu, weil Myelinhüllen, die die meisten Axone umgeben, Querbewegungen verhindern Axone verlaufen „geordnet“, d.h. in eine bestimmte Richtung, und parallel zueinander ähnliche Diffusions-Effekte für alle Spins in einem Voxel Hauptdiffusionsrichtung von Wassermolekülen ist also ein guter Indikator für die Richtung von Axonbündeln
- Funktionsweise des DTI: PRINZIP Prinzip: Signalstärke hängt ab von der Distanz, über die ein Wassermolekül pro Zeiteinheit aufgrund von Diffusion verschoben wird („diffusion-weighted imaging - DWI“)
- DTI: Funktionsweise: Ablauf •zunächst erfolgt ein 90°-Anregungsimpuls – Kippen der Magnetisierung in die XY-Richtung •(beschleunigte) Dephasierung durch ersten Gradientenimpuls •180°-Impuls – Beibehaltung der Dephasierung – Umkehr der Reihenfolge der Spins •abermaliger, identischer Gradientenimpuls sorgt dafür, dass die Spins wieder in Phase kommen
- Bei ..... Diffusion ergibt sich ein maximaler Signalabfall Warum? zufälliger Denn Spins sind nicht am gleichen Ort, wenn die beiden Gradientenimpulse geschaltet werden –die Wirkungen der Gradientenimpulse zu den Zeitpunkten 1 und 2 heben sich nicht auf
- bei zufälliger Diffusion ergibt sich ein maximaler Signalabfall, somit muss bei Diffusionsgewichteten Messsequenzen was passieren? Was gibt der dabei entstehende parameter an? –> Spins sind nicht am gleichen Ort, wenn die beiden Gradientenimpulse geschaltet werden –> die Wirkungen der Gradientenimpulse zu den Zeitpunkten 1 und 2 heben sich nicht auf •Bei Diffusion entlang des Gradienten ergibt sich eine Phasendifferenz, die proportional ist zu der Strecke, die zurückgelegt wurde zwischen den beiden Gradientenimpulsen •Parameter b gibt Diffusions-Sensitivität an -
- Analyse der DTI: Was passiert vor der Ermittlung des Diffusionstensors? Was ist der Diffusionstensor? Was könnte eine mögliche Quantifizierung sein? Was spiegelt er wider? •sequentielle Aufnahme vieler Bilder (wie bei der funktionellen Bildgebung) ==> Vorverarbeitung mit Bewegungskorrektur •für jedes Voxel der Diffusionstensor ermittelt, der Richtung(en) und Stärke der Diffusion angibt •Quantifizierung z.B. als fraktionelle Anisotropie (FA) – gibt das Maß an, in dem die Diffusion allgemein richtungsabhängig ist •FA spiegelt aber nicht den Tensor als Ganzes wider, also auch nicht die spezifische Richtung •Zusätzlich ist deshalb noch die Orientierung des Diffusionstensors wichtig, die parallel zu den Fasern der weißen Substanz verläuft
- Wozu dienen Farbkarten? Farbkarten dienen zur Darstellung der Organisation der weißen Substanz im Gehirn in 2-D Schnittbildern
- Was ist die Methode der white matter Tractography? Entdeckung räumlicher Muster im Diffusionstensorfeld –> definierter Startpunkt - „Seed“ Region –> Bestimmung der Richtung des Faserverlaufs –> Wiederholung für neue Lokalisation entlang des Pfads, bis der Pfad vollständig beschrieben ist
- Diffusionsbildgebung zur Läsionsanalyse Wofür geeignet? Vorteil Auch zum Einsatz in der Diagnostik ist die diffusionsgewichtete Bildgebung geeignet •Effekte eines Schlaganfalls können schon in den ersten Stunden nach dem Ereignis diagnostiziert werden
- Diffusionsbildgebung zur Läsionsanalyse: Diffusion ist zunächst gestört, was zu einem ...... diffusionsbedingten Signalverlust führt - betroffene Areale sind .... dargestellt Diffusion ist zunächst gestört, was zu einem geringen diffusionsbedingten Signalverlust führt - betroffene Areale sind hell dargestellt
- Advertisement
- Diffusionsbildgebung zur Läsionsanalyse: Nach einigen Tagen .... . Die Diffusion wird erleichtert und der Signalverlust ... – betroffene Areale sind ... Nach einigen Tagen kehrt sich der Kontrast um. Die Diffusion wird erleichtert und der Signalverlust größer – betroffene Areale sind dunkler
- DTI in der neurowissenschaftlichen Forschung wird eingesetzt, um: Aufschluss über Verbindungen im normalen, gesunden Gehirn zu erhalten--> daraus Hypothesen über funktionelle Interaktionen zwischen Arealen und Defizitmuster nach Läsionen abzuleitenstrukturelle Unterschiede im Gehirn zwischen Probandengruppen zu untersuchen--> Aussagen über die Stärke von Faserverbindungen zwischen Regionen treffen
- Lokalisation von Ergebnissen von VBM-Studien im Gehirn funktionieren anhand welcher Koordinaten? MNI-Koordinaten (Montreal-Neurological-Institute)
- Wie wird ausgehend von den MNI-Koordinaten die anatomische Struktur eines Gehirns bestimmt? 2 Möglichkeiten 1) Referenz zum Talairach-Gehirn 2) anatomische Wahrscheinlichkeitskarten
- Wie funktioniert das Talairach-Gehirn? + Nachteil Transformation der MNI- in Talairach-Koordinaten –> Bestimmung der Struktur (im Cortex des Brodmann-Areals) in Bezug auf das Talairach-Gehirn Nachteil: Daten basieren nur auf einem Standard-Gehirn; interindividuelle Varianz wird nicht berücksichtigt; nur scheinbare Genauigkeit
- 2) anatomische Wahrscheinlichkeitskarten - Basiert worauf? - Wer hat sie entwickelt? - Was wird berechnet? Arbeitsgruppe um Prof. Karl Zilles und Prof. Katrin Amunts (Düsseldorf und Jülich) - basierend auf vielen Post-Mortem-Gehirnen bzw. hochauflösenden MRT-Bildern, Wahrscheinlichkeitskarten für verschiedene cortikale und subcortikale Strukturen – Durch Karten für eine gegebene Koordinate die Wahrscheinlichkeit bestimmen, mit der sie in einer spezifischen Struktur liegt.
- Was ist bei den anatomischen Wahrscheinlichkeitskarten (zur Bestimmung der anatomischen Struktur durch MNI-Koordinaten) zu beachten? Plausibilität der Angaben muss immer geprüft werden eigene anatomische Kenntnisse erforderlich
- Von wem wurde das CT entwickelt und in welchem Jahr? Nobelpreis in welchem Jahr? •Entwickelt von A.M. Cormack und G.N. Hounsfield 1972 •1979 erhielten beide den Nobelpreis für Medizin
- Worauf basiert das CT? basiert auf Röntgenstrahlen, die von rotierenden Röhren auf den Körper gestrahlt werden
- Beim CT: Wodurch entstehen Signalunterschiede? Je nach Gewebe werden die Strahlen abgeschwächt Die Strahlen erzeugen in Detektoren, die gegenüber von den Röhren liegen, einen Strom, der die Strahlenintensität widerspiegelt
- Unterschied CT und MRT Im Unterschied zum klassischen Röntgenbild ist das CT-Bild kein Überlagerungsbild, weil nur einzelne Schichten gemessen werden, wobei das Bild durch Kontrastmittelgabe noch verbessert werden kann
- Die Strahlenexposition beim CT entspricht der .....-fachen Menge der natürlichen jährlichen Exposition der 1- bis 4-fachen Menge
- Was ist die Diffusionssensitivität, bzw. Parameter b? wovon ist sie abhängig? •Parameter b gibt Diffusions-Sensitivität an - Signalverlust , der bei einer gegebenen Diffusionsrate zu erwarten ist – hängt ab von –Amplitude –Dauer –Abstand der Gradientenimpulse ==> diffusionsabhängiges Signal