Entwicklung neuer Techniken zur funktionellen Magnetresonanztomographie des Gehirns

Neue Techniken, die ein breites Spektrum klinischer und wissenschaftlicher Anwendungen abdecken, werden entwickelt, getestet und bewertet. Dazu gehören 1. Untersuchung der sensorischen Reizverarbeitung und kognitiven Verarbeitung, sowohl bei gesunden Probanden als auch bei Patienten mit psychiatrischen Störungen, 2. Früherkennung von Schlaganfällen und anderen ischämischen Verletzungen und 3. Charakterisierung der Tumorverteilung und -aktivität. Die neuen Techniken müssen routinemäßig in Bezug auf Folgendes getestet werden: 1. Empfindlichkeit gegenüber Blutoxygenierung versus Blutfluss versus Blutvolumen-Kontrastmechanismen, 2. Signal-Rausch-Verhältnis und Kontrast-Rausch-Verhältnis, 3. Räumlich und zeitlich Auflösung, 4. Verteilung und Schweregrad von Bildartefakten und 5. Einschränkungen des Arbeitszyklus. Die meisten klinischen Anwendungen erfordern eine Abdeckung des gesamten Gehirns und folglich einen Betrieb mit hohem Arbeitszyklus, der mit räumlicher und zeitlicher Auflösung sowie Kontrastmechanismen abgewogen werden muss. Die Arbeit wird auch das Testen verschiedener experimenteller Paradigmen (zeitliche Abfolge von Stimuli oder kognitiven Aufgaben) umfassen, um dasjenige zu identifizieren, das die höchste Signaländerung im Zusammenhang mit der interessierenden spezifischen Gehirnaktivität liefert.

Obwohl 3T das doppelte Signal von 1,5T-Systemen liefert, kann dieser Bildqualitätsvorteil von 3T für einige Forschungsanwendungen durch andere Effekte eines höheren Feldes auf das Signal aufgewogen werden. Folglich werden die meisten neuen Techniken sowohl auf dem 1,5-T- als auch auf dem 3-T-System evaluiert, und es wird basierend auf der Gesamtbildqualität entschieden, welches System verwendet werden soll.

Das Protokoll beinhaltet keine Injektion von Kontrastmitteln oder Medikamenten oder andere minimal-invasive oder invasive Verfahren. Es ist speziell für solche Studien gedacht, in denen der Proband neben dem Versuch, sich zu entspannen und still zu liegen, nur verschiedene nicht schädliche sensorische Reize wahrnehmen und darauf reagieren oder allgemeine kognitive (z. mathematische Berechnungen) und/oder Motor (z.B. Fingertippen) Aufgaben.