Funktionelle MR-Bildgebung für die neurochirurgische Operationsplanung

ZusammenfassungFür die präoperative Planung werden neben den strukturellen Bildern aus der Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT) auch funktionelle Daten über die Lokalisation der an verschiedenen Aufgaben beteiligten Hirngebiete immer wichtiger. Es können vor allem primäre sensorische und motorische Areale dargestellt werden, aber auch die an höheren kognitiven Funktionen, wie Sprache und Gedächtnis, beteiligten Hirnstrukturen. Um diese Information richtig einschätzen zu können, muss man sich der Variabilität der Aktivierungsmuster abhängig von der gewählten statistischen Schwelle bewusst sein. Insbesondere bedeutet das Verfehlen des Signifikanzniveaus an einer Stelle nicht automatisch, dass dieser Bereich nicht die untersuchte Funktion hat. Die Zuverlässigkeit der Messungen hängt von der Effizienz des experimentellen Designs und der Kooperation des Patienten ab. Daher sind kurze, einfache Aufgaben, die im Blockdesign durchgeführt werden können, zu bevorzugen. Die so gewonnenen Informationen über die Lokalisation von Funktionen können zur Operationsplanung herangezogen werden. Die intraoperative Verwendung im Neuronavigationssystem ist vor allem durch die Gehirnverschiebung auf Grund des Öffnens des Schädels (Brain-Shift) problematisch. Intraoperative Bildgebung mit dynamischer Anpassung der präoperativ akquirierten Daten durch nichtlineare Deformationsalgorithmen kann hier den Wert dieser Informationen in Zukunft deutlich steigern.

Beside structural images from CT and MR, functional data about localization of brain activations with different tasks becomes more and more important for presurgical planning. With this method, it's possible to depict mainly primary sensory and motoric areas, but also higher functions like speech and memory. To judge this information adequately, one has to be aware of the variability of activation pattern dependent on chosen threshold. Especially, the absence of such activation at a given location does not necessary mean that this area has no function. The reliability of a measurement strongly depends on efficiency of experimental design and cooperation of the patient. Therefore, short and easy tasks which can be performed in a block design should be preferred. Information about localization of functions determined by fMRI can mainly be used for presurgical planning. Intraoperative usage in the navigation system is problematic due to the brain shift. Therefore, intraoperative imaging together with dynamic adaptation using nonlinear deformation algorithms may improve the value of fMRI in the future.