Magnetoenzephalographie: Eine Methode zur Untersuchung von Hirnfunktionen in der Neurochirurgie

ZusammenfassungDie Magnetoenzephalographie (MEG) ist ein nicht-invasives Verfahren zur Messung elektromagnetischer Aktivität des Gehirns. Über Multikanalableitungen lässt sich die Magnetfeldverteilung über der Kopfoberfläche mit einer zeitlichen Auflösung von unter einer Millisekunde bestimmen. Das Verfahren eignet sich zur Darstellung und Lokalisation kortikaler Hirnfunktionen. Die Stärke der an bis zu 300 Sensoren abgeleiteten Magnetfelder liegt in der Größenordnung weniger Femtotesla (10−15 T) bis einiger Picotesla (10−12 T). Zur Messung dieser geringen Felder werden einerseits hochempfindliche SQUID-Detektoren eingesetzt. Andererseits werden geeignete Abschirmmaßnahmen getroffen, um den Einfluss von Störquellen zu vermeiden. Mit der MEG lassen sich neben den Antworten des Gehirns auf innere und äußere Ereignisse (ereigniskorrelierte Magnetfelder) zustandsabhängige oszillatorische Aktivitäten (spontane Magnetfelder) ableiten. Langsame Oszillationen der magnetischen Aktivität im Bereich von 1 bis 4 Hz entstehen bei Verletzungen des Hirngewebes bzw. in der Nähe von Tumoren. In der Neurochirurgie lassen sich diese Aktivitäten zur Überprüfung des Behandlungserfolgs heranziehen. Weiterhin können oszillatorische Aktivitäten zur Darstellung von Hirnregionen, die an der Steuerung von Bewegungen beteiligt sind, eingesetzt werden. Die Erfassung dieser Aktivitäten erlaubt die Identifikation von Erholungsprozessen nach Verletzungen motorischer Hirnregionen. Ereigniskorrelierte Antworten werden in der prächirurgischen Diagnostik und Behandlungsplanung bei Epilepsie eingesetzt. Zudem können mit ihnen Veränderungen in der kortikalen Organisation in Folge von Verletzungen, Tumoren und neurochirurgischen Eingriffen dargestellt werden.

Magnetoencephalography (MEG) is a non-invasive method for the study of electro-magnetic brain activity. Using multi-channel recordings the topography of the magnetic field can be recorded above the scalp with a temporal resolution of less than one millisecond. The method is suitable for the description and localization of cortical brain functions. The magnetic field strength that can be measured at up to 300 sensors is in the range of a few femto Tesla (10−15 T) to some pico Tesla (10−12 T). In order to measure these low magnetic fields highly sensitive SQUID-detectors are used on the one hand. On the other hand appropriate shielding equipment is employed to reduce effects of noise. Besides brain responses evoked by internal and external events (event-related magnetic fields), state-dependant oscillatory brain activity MEG can be recorded (spontaneous activity). Slow cortical oscillations in the range of 1 to 4 Hz are generated by damage of brain tissue and in the surrounding of brain tumors. In neurosurgery these activities can be used to monitor therapeutic success. Furthermore, oscillatory activities provide information about cortical regions involved in motor control. The measurement of motor related activities allows for the identification of recovery processes and reorganization after brain injury. Event-related magnetic brain responses are used in pre-surgical diagnosis and planning of treatment in epilepsy. In addition, they can be utilized to assess alterations in the functional organization of the cortex following injuries, tumor growth and neurosurgical interventions.