Rheologie im Kopf

Abstract

In dieser Arbeit wird eine Methode präsentiert, welche die ortsaufgelöste Untersuchung viskoelastischer Eigenschaften von Hirngewebe ermöglicht.<br /> Es werden drei Prototypen und deren elektropneumatische Ansteuerung beschrieben, mit deren Hilfe der Kopf freiwilliger Probanden innerhalb einer MRT-Kopfspule um bis zu drei Millimeter abgesenkt werden kann. Während der Absenkung wird das Gleichgewicht aus wirkender Gravitationskraft und Rückstellkräften des Gewebes gestört, sodass es zu einer Deformationsbewegung in einen neuen Gleichgewichtszustand kommt. Nach Erreichen der unteren Position und Wiederherstellung der ursprünglichen Kräfte, folgt eine Rückdeformation in den Ausgangszustand.<br /> Die Relativbewegungen innerhalb des Gehirns enthalten implizite Informationen über die mechanische Kopplung des Gewebes und können mit Hilfe einer bewegungssensitiven MRT-Sequenz abgebildet werden. Der zeitliche Verlauf kann durch Variation des zur Sequenz relativen Absenkzeitpunktes untersucht werden.<br /> Am Beispiel eines Prototypen wird der Einfluss einiger Einstellmöglichkeiten auf die Absenkbewegung untersucht und diskutiert. Es werden MRT-Phasenbilder präsentiert, welche ohne weitere Bearbeitung eine qualitative Unterscheidung von Hirnflüssigkeit und Hirngewebe ermöglichen. Messungen zu verschiedenen Absenkzeitpunkten zeigen den Verlauf der Deformation und Rückdeformation. Durch Auswertung des zeitlichen Verhaltens einzelner Volumenelemente wird gezeigt, dass Unterschiede in der lokalen, viskoelastischen Kopplung zu verschiedenen Bewegungsprofilen führen.