5. Messmethoden II: Bildgebung
Vorlesung vom 07. Juli 2025
Vorlesung vom 07. Juli 2025
Kartei Details
| Karten | 21 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Biologie |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 07.07.2025 / 07.07.2025 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20250707_messmethoden_ii_bildgebung
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Wofür stehen die Abkürzungen CT, PET, MRT, NIRS?
CT: Computertomographie
PET: Positronen-Emissions-Tomographie
MRT: Magnetresonanztomographie
NIRS: Nahinfrarotspektroskopie
2. Was versteht man unter der neurovaskulären Kopplung?
Neuronale Aktivität führt zu erhöhtem Sauerstoffverbrauch.
Darauf reagieren die Arteriolen mit lokaler Durchblutungssteigerung (CBF).
Dadurch sinkt der Anteil an desoxygeniertem Hämoglobin in dieser Region.
3. Beschreiben Sie kurz die Funktionsweise von PET.
Verwendet radioaktive Radionuklide, die Positronen emittieren.
Positronen treffen Elektronen → Annihilation → 2 Photonen in entgegengesetzter Richtung.
Detektoren registrieren diese Photonenpaare → Ortung der Aktivität.
4. Was ist ein Radiopharmakon?
Mit einem Radionuklid markierte Substanz, die am Stoffwechsel teilnimmt.
Ermöglicht Messung spezifischer biologischer Vorgänge.
5. Wie werden Radiopharmaka hergestellt?
Radionuklide werden in einem Zyklotron kurz vor der Messung produziert.
6. Was versteht man unter dem Substraktionsverfahren?
Differenzbildung zwischen Aktivitätszuständen (z. B. Stimulation vs. Ruhe).
Notwendig, weil der Ruhestoffwechsel das Signal überlagert.
Außerdem braucht es anatomische Standardisierung wegen individueller Unterschiede.
7. Beschreiben Sie an Hand zweier Beispiele, was mit PET gemessen werden kann.
Glukose-Metabolismus mit [18F]Fluorodesoxyglucose (FDG-PET).
Bindung an Rezeptoren, z. B. Dopamin-D2/D3-Rezeptoren mit [11C]Raclopride.
8. Nennen Sie zwei bildgebende Verfahren, mit denen Strukturen (Prozesse) des Gehirns sichtbar gemacht werden können.
Strukturen: CT, MRT.
Prozesse (Funktion): PET, fMRT, NIRS.
9. Beschreiben Sie kurz die Funktionsweise der MRT.
Beruht auf Kernspinresonanz von Protonen im Magnetfeld.
Radiofrequenzpulse regen Spins an → beim Zurückpendeln emittieren sie messbare Signale.
Daraus werden Bilder rekonstruiert.
10. Was bedeuten T1 und T2 Relaxationszeiten?
T1: Aufbau der Längsmagnetisierung (Spin-Gitter-Relaxation).
T2: Zerfall der Quermagnetisierung (Spin-Spin-Relaxation).
11. Wie wird bei MRT-Messungen eine Ortskodierung erreicht?
Über drei unabhängige Schritte:
Magnetische Schichtauswahl
Phasenkodierung
Frequenzkodierung
12. Was ist eine hämodynamische Reaktion? Wie entsteht sie?
Mehr neuronale Aktivität → mehr Sauerstoffverbrauch.
Lokale Durchblutung steigt überproportional → mehr oxygeniertes Hämoglobin.
Das Verhältnis von oxy-/desoxy-Hb verändert sich → messbare Signale (z. B. BOLD).
13. Was ist die Grundlage des BOLD-Effekts?
Unterschiedliche magnetische Eigenschaften von oxy- und desoxy-Hämoglobin:
Oxy-Hb: diamagnetisch.
Desoxy-Hb: paramagnetisch.
Änderung des Verhältnisses beeinflusst MR-Signal.
14. Welche drei großen Verarbeitungsschritte sind für die Auswertung von fMRT-Daten nötig?
Vorverarbeitung
Einzelpersonen-Analyse (1st Level Statistics)
Gruppen-Analyse (2nd Level Statistics)
15. Warum dürfen Personen mit Herzschrittmacher nicht im MRT-Scanner untersucht werden?
Starke Magnetfelder können die Funktion von implantierten elektronischen Geräten stören oder beschädigen.
16. Bei den Untersuchungen mit bildgebenden Verfahren müssen die Probanden sich über einen längeren Zeitraum in einer engen Röhre aufhalten und dürfen sich nicht bewegen. Zudem ist es dort ziemlich laut. Welche Konsequenzen hat dies alles für die Untersuchungsdurchführung?
Probanden müssen sehr still liegen → Bewegungseinschränkung.
Lautstärke kann belastend sein → erfordert Gehörschutz.
Enge kann Klaustrophobie auslösen → Stress oder Abbruch möglich.
17. Sie wollen mit Hilfe von fMRI oder PET untersuchen, welche Gehirnbereiche spezifisch durch Angstreize aktiviert werden. Hierzu verwenden Sie Bilder mit angstauslösenden Inhalten. Hinsichtlich welcher Aspekte ist geeignetes Kontrollmaterial auszusuchen?
Kontrolle sollte emotional neutral, aber visuell vergleichbar sein.
Vergleichbarkeit bei Komplexität, Helligkeit, Farbe, um reine Angstreaktionen zu isolieren.
18. Beschreiben Sie kurz die Funktionsweise der NIRS.
Misst Lichtabsorption im nahinfraroten Spektrum.
Unterschiedliche Absorption je nach Hämoglobin-Sättigung.
Detektoren erfassen lokale Unterschiede in Durchblutung/Oxygenierung.
19. Welchen Vorteil hat NIRS vor allem gegenüber der fMRT?
Niedrigere technische Voraussetzungen, kostengünstiger.
Mobile Messungen möglich → z. B. im Alltag.
Hohe zeitliche Abtastung (>10 Hz).
20. Stellen Sie die Vor- und Nachteile der verschiedenen bildgebenden Verfahren gegenüber.
21. Welche Kritik gegenüber bildgebender Verfahren ist angebracht?
Nur indirekte Messung neuronaler Aktivität → über neurovaskuläre Kopplung.
Gefahr der Überinterpretation („new phrenology“).
Hohe Anforderungen an Analyse, viele Freiheitsgrade.
Potenziell fehlende Spezifität der Befunde.
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