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Rüdig, Christoph (2003): Stimulation peripherer Nerven in der Kernspintomographie: Abhängigkeit der Stimulationsschwelle von Probandenpositionierung und Gradientenorientierung, Vergleich verschiedener Stimulationsmodelle. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Nach Einführung der ultraschnellen Magnetresonanz (MR)-Bildgebung in die klinische Praxis in den 90er Jahren kam es zu Berichten über Stimulationen peripherer Nerven. Die Regulierungsbehörden mehrerer Länder reagierten auf diese Umstände und empfahlen Grenzwerte für geschaltete magnetische Gradientenfelder in der Magnetresonanztomographie (MRT). Ziel der vorliegenden Dissertation ist die Untersuchung von Einflussgrößen der magnetischen Gradientenfelder in der Stimulation peripherer Nerven. Dabei konzentriert sich diese Arbeit auf fünf Parameter: Frequenz, Form (sinusförmig vs. linear), Amplitude und Orientierung des oszillierenden Magnetfeldgradienten sowie Positionierung des Probanden im Isozentrum des Tomographen. Die Erregung peripherer Nerven mit elektrischen Strömen wurde in zahlreichen Studien untersucht und es existieren Gleichungen, die dieses Phänomen beschreiben: das Weiss- und Lapicque-Gesetz, das SENN-Modell und das Grundgesetz der Magnetostimulation (FLM). Es konnte gezeigt werden, dass sich alle vier Modelle auf die Beschreibung der Stimulation peripherer Nerven durch magnetische Gradientenfelder anwenden lassen. Es wurde weiterhin gezeigt, dass sich der das Integral über B(t) zur Berechnung der Stimulationswahrscheinlichkeit verschiedener Anstiegsformen des magnetischen Feldgradienten eignet. Stimulationsschwellen sind für Gradienten mit sinusförmigem Anstieg kleiner als für Gradienten mit linearem Anstieg. In den durchgeführten Experimenten wurde ein Einfluss der Positionierung des Probanden im Isozentrum des Tomographen und der Orientierung des Magnetfeldgradienten, sowohl auf die Stimulationsschwelle, als auch auf den Stimulationsort festgestellt. Die höchste Stimulationswahrscheinlichkeit trat bei Positionierung mit dem Hals im Isozentrum auf, die niedrigste bei Positionierung mit dem oberen Abdomen im Isozentrum. Der Ort der häufigsten Stimulation fand sich in ca. 40 cm Entfernung vom Isozentrum. Stimulationsereignisse waren mit dem anteroposterioren Gradienten (y-Gradient) am wahrscheinlichsten, am unwahrscheinlichsten mit doppelt obliquen Gradienten (z.B. xyz-Gradient). Die Beobachtungen ließen sich durch Form und Achsensymmetrie des menschlichen Körpers, räumliche Ausdehnung des magnetischen Gradientenfeldes sowie Größe der Leiterschleife des induzierten elektrischen Feldes erklären. Der Einfluss der Gradientenorientierung auf den Stimulationsort konnte durch den Verlauf der stimulierten Nerven in Relation zur induzierten elektrischen Leiterschleife erklärt werden.