MRT-Untersuchungen zum Einfluss von Koffein auf die zerebrale Physiologie mit Hilfe der suszeptibilitätsgewichteten Bildgebung (SWI)

Helm, Katharina

Die Suszeptibilitätsgewichtete Bildgebung (SWI) ist eine neuartige Methode der Magnetresonanztomographie (MRT), die in der Lage ist, Änderungen der Blutoxygenierung in Venen zu detektieren. Koffein als Vasokonstriktor führt dazu, dass der zerebrale Blutfluss sinkt, was zu einer Senkung des Sauerstoffgehalts in den Venen führt. Daraus resultiert ein Verlust des Blood-Level-Dependent(BOLD)-Signals. Ziel dieser Arbeit war es, sowohl den Zeitverlauf und die Magnitude der relativen BOLD-Signaländerung nach Koffeingabe zu detektieren, als auch die Änderung der Blutoxygenierung mit Hilfe der SWI nichtinvasiv ermittelt werden. Auch der Einfluss von Koffein auf funktionelle MRT-Studien und die klinische Anwendung von Koffein und SWI waren von Interesse. Für die Untersuchung der Änderung des SWI-Signals in Abhängigkeit von Koffeinkonsum und Feldstärke wurde bei koffeinkonsumierenden und -abstinenten Probanden der BOLD-Signalverlauf nach einer Koffeingabe von 200mg bei einer Feldstärke von 1,5T für etwa 1 h beobachtet. Ein Teil der Probanden wurden erneut bei halbierter und geviertelter Dosis gemessen. Ein Proband wurde mit 200mg bei einer Magnetfeldstärke von 1,5 T, 3T und 7T untersucht. Die Änderung der Blutoxygenierung wurde aus Bilddaten und dem Hämatokrit berechnet. Für die fMRT-Studien wurden zwei Probanden vor und nach Koffeingabe einem visuellen Stimulus ausgesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass die SWI in Abhängigkeit vom Koffeinkonsum eine signifikant höhere Signaländerung bei koffeinabstinenten Probanden zeigte. Die Variationen von Koffeindosis und Feldstärke zeigten keinen signifikanten Unterschied, vielmehr war die SWI in der Lage, minimale Änderungen in der Gefäßarchitektur, die durch eine geringe Koffeindosis von 50mg hervorgerufen werden können, zu detektieren. Die Veränderung der Blutoxygenierung und der SWI-Signaländerung korrelierten miteinander. In der fMRT zeigte sich eine Änderung der Dynamik des Aktivierungsmusters.

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Helm, Katharina: MRT-Untersuchungen zum Einfluss von Koffein auf die zerebrale Physiologie mit Hilfe der suszeptibilitätsgewichteten Bildgebung (SWI). 2011.

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