magnetoencephalography

magnetoencephalography tutkii aivojen magneettista aktiivisuutta. Yhdessä muiden menetelmien kanssa sitä käytetään aivojen toimintojen mallintamiseen. Tätä tekniikkaa käytetään pääasiassa tutkimukseen ja aivojen vaikeiden neurokirurgisten toimenpiteiden suunnitteluun.

Mikä on magnetoenkefalografia?

Magnetoenkefalografia, jota kutsutaan myös MEG on tutkimusmenetelmä, joka määrittää aivojen magneettisen aktiivisuuden. Mittaus suoritetaan ulkoisilla antureilla, ns. SQUIDilla. SQUID: t toimivat suprajohtavien kelojen perusteella ja voivat rekisteröidä pienimmät muutokset magneettikentässä. Suprajohdin vaatii lämpötilan, joka on melkein absoluuttinen nolla.

Tämä jäähdytys voidaan saavuttaa vain nestemäisellä heliumilla. Magnetoenkefalografit ovat erittäin kalliita laitteita, etenkin koska joka kuukausi tarvitaan noin 400 litraa nestemäistä heliumia. Tämän tekniikan pääasiallinen sovellusalue on tutkimus. Tutkimusaiheita ovat esimerkiksi aivojen eri osa-alueiden synkronoinnin selventäminen liikkeessä jaksoissa tai vapinan selitys. Magnetoenkefalografiaa käytetään myös tunnistamaan aivojen alue, joka vastaa nykyisestä epilepsiasta.

Toiminta, vaikutus ja tavoitteet

Magnetoenkefalografiaa käytetään mittaamaan aivojen hermoston toiminnan aikana syntyviä pieniä muutoksia magneettikentässä. Hermosoluissa sähkövirrat stimuloidaan, kun ärsykkeet siirretään.

Jokainen sähkövirta luo magneettikentän. Hermosolujen erilainen aktiivisuus luo aktiivisuuskuvion. On olemassa tyypillisiä toimintamalleja, jotka kuvaavat yksittäisten aivoalueiden toimintaa eri toiminnoissa. Sairauksien esiintyessä voi kuitenkin syntyä poikkeavia malleja. Magnetoenkefalografiassa nämä poikkeamat havaitaan pienillä muutoksilla magneettikentässä.

Aivojen magneettiset signaalit tuottavat magnetoenkefalografin käämeissä sähköjännitteitä, jotka tallennetaan mittaustietoina. Aivojen magneettiset signaalit ovat erittäin pienet verrattuna ulkoisiin magneettikenttiin. Ne ovat muutaman femtoteslan alueella. Maan magneettikenttä on jo 100 miljoonaa kertaa vahvempi kuin aivojen aaltojen muodostamat kentät.

Tämä osoittaa magnetoenkefalografin haasteet niiden suojaamisessa ulkoisista magneettikentistä. Siksi magnetoenkefalografia on yleensä asennettu sähkömagneettisesti suojattuun hyttiin. Siellä pienten taajuuskenttien vaikutus erilaisista sähkökäyttöisistä esineistä on vaimennettu. Lisäksi tämä suojakammio suojaa sähkömagneettiselta säteilyltä.

Suojauksen fyysinen periaate perustuu myös siihen, että ulkoiset magneettikentät eivät ole yhtä riippuvaisia ​​sijainnista kuin aivojen muodostamat magneettikentät. Aivojen magneettisten signaalien voimakkuus vähenee neljännellä etäisyyden myötä. Magnetoenkefalografin kelajärjestelmä voi hävittää kentät, jotka ovat vähemmän riippuvaisia ​​sijainnista. Tämä pätee myös sydämenlyönnien magneettisiin signaaleihin. Vaikka maan magneettikenttä on suhteellisen vahva, se ei häiritse mittausta.

Tämä johtuu siitä, että se on erittäin jatkuva. Maan magneettikentän vaikutus on havaittavissa vasta, kun magnetoenkefalografia altistetaan voimakkaille mekaanisille tärinäille. Magnetoenkefalografia pystyy tallentamaan aivojen kokonaisaktiivisuuden viipymättä. Nykyaikaiset magneettiset enkefalografit sisältävät jopa 300 anturia.

Ne ovat kypärämäisiä ja ne asetetaan päähän mittaamista varten. Magnetoenkefalografiassa erotetaan magnetometrit ja gradiometrit. Vaikka magnetometreissä on yksi noutokela, gradiometrit sisältävät kaksi poimintakelaa 1,5 - 8 cm etäisyydellä. Kuten suojakammio, myös kahdella kelalla on vaikutus, että magneettikentät, joilla on vähän avaruusriippuvuutta, vaimennetaan jo ennen mittausta.

Anturien alalla on jo tapahtunut uutta kehitystä. Joten kehitettiin mini-antureita, jotka toimivat myös huoneenlämpötilassa ja voivat mitata magneettikentän voimakkuuksia jopa pikotelaan asti. Tärkeitä magnetoenkefalografian etuja on sen korkea ajallinen ja paikallinen resoluutio. Aikaresoluutio on parempi kuin millisekunnin. Magnetoenkefalografian lisäetuja EEG: hen verrattuna (elektroencefalografia) ovat sen helppokäyttöisyys ja numeerisesti yksinkertaisempi mallinnus.

Löydät lääkkeesi täältä

Riskit, sivuvaikutukset ja vaarat

Magnetoenkefalografiaa käytettäessä ei ole odotettavissa terveysongelmia. Menettelyä voidaan käyttää ilman riskiä. On kuitenkin huomattava, että kehon metalliosat tai tatuoinnit, joissa on metalli sisältäviä väripigmenttejä, voivat vaikuttaa mittaustuloksiin mittauksen aikana.

Joidenkin etujen EEG (elektroenkefalografia) ja muiden aivojen toiminnan tutkimismenetelmien lisäksi sillä on myös haittoja. Korkea aika- ja tilanresoluutio osoittautuu selvästi etuna. Se on myös ei-invasiivinen neurologinen tutkimus. Suurin haitta on kuitenkin käänteisen ongelman epäselvyys. Käänteisen ongelman tapauksessa tulos tunnetaan. Tähän tulokseen johtanut syy on kuitenkin suurelta osin tuntematon.

Magnetoenkefalografian osalta tämä tosiasia tarkoittaa, että aivoalueiden mitattua aktiivisuutta ei voida selvästi osoittaa toiminnolle tai häiriölle. Onnistunut toimeksianto on mahdollista vain, jos aiemmin kehitettyä mallia sovelletaan.Yksittäisten aivotoimintojen oikea mallintaminen voidaan saavuttaa vain kytkemällä magnetoenkefalografia muihin toiminnallisiin tutkimusmenetelmiin.

Nämä metabolisesti toiminnalliset menetelmät ovat funktionaalinen magneettikuvaus (fMRI), lähellä infrapunaspektroskopiaa (NIRS), positroniemissiotomografia (PET) tai yhden fotonin emissiokompuutetromografia (SPECT). Nämä ovat kuvantamis- tai spektroskooppisia menetelmiä. Niiden tulosten yhdistelmä johtaa ymmärrykseen yksittäisillä aivoalueilla tapahtuvista prosesseista. Toinen MEG: n haitta on prosessin korkeat kustannustekijät. Nämä kustannukset johtuvat suurten määrien nestemäisen heliumin käytöstä, joka on välttämätöntä magnetoenkefalografiassa suprajohtavuuden ylläpitämiseksi.