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Neuropsychologie (Subject) / V12_PET (Lesson)
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- Definiere das PET vollständig Nuklearmedizinische Methode der funktionellen Bildgebung, die somit zum korrelativen Ansatz der neurowiss. Methoden gehört, (Messung d. Hirnaktivität während Ausführung kognitiver Aufgaben) und ein direktes Maß ist. Das PET misst wie in der cerebralen Blutbahn Substanzen/ Moleküle metabolisiert werden und weist so neuronale Aktivität nach.
- Theoretische Grundlage von PET & Historie ähnlich wie fMRT Zusammenhang zwischen Blutfluss und Hirnaktivität, Kety und Schmidt (1940): Theorie & Verfahren zur Messung d. globalen Hirnstoffwechsels, Enger Zusammenhang zw. Durchblutung und metabolischer Aktivität-> Messungen regionaler Durchblutungsänderungen -> Entwicklung des PET==> Durch Entwicklung der Subtraktionsmethode kann PET Daten auswerten um Gruppen (Patienten & Gesunde) miteinander zu vergleichen
- Was ist noch wichtig/nötig um im PET funktionelle Schnittbilder zu erstellen? Die Kombination mit dem CT
- Ein Prinzip des PET basiert darauf, dass die Neuronale Aktivität mit der Konzentration verschiedener Moleküle zusammenhängt. Welche Substanzen unterscheidet man hier? Substanzen, die von Neuronen selbst gebildet werden = Neurotransmitter Substanzen, die über die Blutbahn zum Bestimmungsort gebracht werden = Sauerstoff, Glukose
- Elektromagnetische Signale und Organische Moleküle: Zusammenhang und Folge Organische Moleküle generieren keine elektromagnetischen Signale, die gemessen werden können -> radioaktive Tracer, die an die Moleküle binden, werden dem Organismus zugeführt
- Teilchenbeschleuniger Auch Zyklotron Stellt radioaktive Isotope (Radionuklide) stabiler, nicht radioaktiver Substanzen her
- Wie stellt der Teilchenbeschleuniger/das Zyklotron radioaktive Tracer her? Beschreibe den Prozess Ein Atom hat innen positiv geladene Teilchen (Protonen) und in der Hülle negativ geladene (Elektronen) 1) das Zyklotron/der Teilchenbeschleuniger schießt Protonen auf die Atome2) Atome sind im Kern positiver geladen als dass die negative Ladung in der Hülle diese ausgleichen könnte -> Atome werden instabil 3) Zusätzliche positive Ladung wird in Form von Positronen abgegeben (ß+-Strahlung) => Weil Positronen positiv sind, sind sie Antiteilchen zu den Elektronen der organischen Substanz, dessen Isotop gebildet wurde. Diese stimmen mit der org. Substanz in allem außer in der Ladung überein => Radioaktivität
- Beispiele für radioaktive Tracer 11C Kohlenstoff 13N Stickstoff 15O Sauerstoff 18F Flour -> Zeichnen sich alle durch ihre Halbwertszeit aus
- Wie genau funktioniert ein Isotop als Tracer? Die Isotope werden mit anderen Substanzen zu organischen Molekülen kombiniert und so in das interessierende neuronale System gebracht radioaktiv markiertes Wasser (Sauerstoff-Isotope)2-Fluoro-2-deoxy-8-glukose (FDG, Fluor)6-Fluoro-L-DOPA (Fluor)
- Was passiert bei zu kleiner Halbwertszeit, was bei zu großer? Was passiert bei zu kleiner Halbwertszeit?Die Halbwertszeit darf nicht zu klein sein, weil das Isotop ansonsten schon zerfällt, bevor es in die Blutbahn gebracht wird Was bei zu großer?Sie darf aber auch nicht zu groß sein, weil ansonsten während der PET-Messung nicht genug Emissionen auftreten
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- Warum muss das Zyklotron (der Teilchenbeschleuniger) in unmittelbarer Nähe sein? Bezogen auf die Halbwertszeit gilt die Zeit ab Herstellung des Tracers Die PET-Messung beginnt, jedoch erst nachdem die kalkulierte Zeit bis zur Ankunft des Tracers im Gehirn vergangen ist
- Annihilation (Definition, Folge) Dass sich bei einer Kollision der freigesetzten Positronen mit Elektronen die entgegengesetzten Teilchen aufheben (nach wenigen Millimetern) Hat zur Folge: zwei Photonen werden freigesetzt un in engegenentgegengesetzter Richtung abgestrahlt (γ-Strahlung) --> Detektoren messen Ankunft dieser Photonen
- Woraus bestehen Detektoren im PET? Wozu führen sie folglich? Die Detektoren, die Ankunft der Photonen (γ-Strahlung) messen, bestehen aus Szintillatoren (Kristallen), in denen Licht erzeugt wird -> elektrischer Impuls -> PET-Signal
- Wie führt Annihilation zu Koinzidenz? Die durch Annihilation produzierten Photonen (Gamma-Strahlung) treffen genau an gegenüberliegenden Szintillatoren ein, und das Signal wird elektrisch zur Koinzidenzschaltung gesendet -> Fast zeitgleiche Registrierung von Photonen an gegenüberliegenden Detektoren mit Ursprung auf der Verbindungslinie zwischen den Detektoren
- Woraus ließe sich der genaue Emissionsort rekonstruieren? aus dem ZP des Eintreffens und der Geschwindigkeit der Photonen
- Wie wird die Menge an Molekülen an einem Ursprungsort repräsentiert? Anzahl der einem Ursprungsort zugeschriebenen Signale repräsentiert die „Menge“ an Molekülen an dem Ursprungsort
- Welche Probleme gibt es bei der räumlichen Rekonstruktion des Signals? Nicht alle zeitgleich ankommenden Signale an gegenüberliegenden Detektoren stammen vom gleichen Ursprungsort gewebebedingte Ablenkungen , vor allem für subkortikale Strukturen, für die z.T. nur 20 % der Signale registriert werden