Innovative Lösungen zur Bilddarstellung des Gehirns
Die Computertomografie (CT), Magnetresonanztomografie (MRT) und Positronen-Emissions-Tomografie (PET) sind Bildgebungsverfahren, die umfassende anatomische und physiologische Daten liefern, welche von maßgeblicher Bedeutung für die Diagnose und Behandlung in der klinischen Praxis sind. Diese Methoden bieten jedoch keine Analyse systemischer Parameter, wie zum Beispiel der Herzfrequenz oder des Blutdrucks, außerdem können sie nicht am Krankenbett selbst angewandt werden. Die Elektroenzephalografie (EEG) stellt eine seit langem bestehende Technik dar, mit der das Gehirn kontinuierlich und nichtinvasiv beobachtet werden kann. Das EU-finanzierte Konsortium "Non-invasive imaging of brain function and disease by pulsed near infrared light" (NEUROPT) beschäftigte sich mit der Entwicklung eines klinischen Werkzeugs zur kontinuierlichen Beobachtung der hämodynamischen Parameter der Oxygenierung und Perfusion des Gehirns. Dieses Werkzeug soll MRT-/CT-/PET-Verfahren ergänzen und zugleich Kompatibilität zu vorhandenen Neuromonitoring-Verfahren (EEG, Doppler-Ultraschall) aufweisen. Hierzu mussten die Projektpartner die räumliche Auflösung aktueller Bildgebungsverfahren verbessern, Artefakte beseitigen und die absolute Quantifizierung physiologischer Parameter ermöglichen. Zu diesem Zweck nutzten sie zeitaufgelöste Techniken, die eine höhere Empfindlichkeit als die meisten optischen Methoden bieten und zwischen Oberflächengewebe (z. B. Haut und Schädelknochen) und Gehirngewebe unterscheiden können. Man baute neue Photonengeräte sowie Geräteprototypen zur Anwendung im klinischen Zusammenhang, einschließlich eines speziellen Helms, mit dem die optischen Fasern am Kopf befestigt werden können. Über neue Software konnten Forscher auch die zeitaufgelösten Messwerte zum Kopf analysieren und die Oxy- und Desoxyhämoglobinwerte berechnen. Darüber hinaus arbeiteten NEUROPT-Forscher an der realistischen Modellierung und Berechnung, insbesondere mit Hinblick auf eine verbesserte Lichtausbreitung im menschlichen Kopf. Man überprüfte die Tragbarkeit dieses kombinierten Ansatzes in voneinander unabhängigen visuellen und motorischen Studien an gesunden Individuen. Dieser Ansatz wurde auch erfolgreich genutzt, um Messungen in Patienten mit akuten neurologischen Störungen, photosensitiver Epilepsie oder Schlaganfällen aufzustellen. Angesichts der nichtinvasiven Natur des NEUROPT-Ansatzes und seines langfristigen Anwendungspotenzials direkt am Krankenbett, sollte er die Diagnose von Störungen der Gehirnfunktion sowie die Beobachtung des Störungsverlaufs vereinfachen. Aus diesem Grund sollte der Ansatz die Prognose von Patienten mit schweren neurologischen Störungen verbessern und sich auch zur Bilddarstellung des Gehirns von Säuglingen anwenden lassen.
