Rofo 2006; 178 - VO_228_1
DOI: 10.1055/s-2006-940723

Langsame Signaländerungen im BOLD fMRI mit Blockdesign bei schmerzhaften Stimuli

AP Wunderlich 1, G Stuber 1, W Freund 1
  • 1Univ.-Klinik Ulm, Röntgendiagnostik, Ulm

Ziele: Effekte mit langer Zeitkonstante bei Schmerzwahrnehmung und die korrespondierende neurale Aktivität wurden untersucht. Dabei wurden Signaländerungen aufgedeckt, die bei der üblichen Analyse von funktionellen MR-Studien im Blockdesign übersehen werden. Methode: Fünfzehn gesunde Versuchspersonen wurden nacheinander an beiden Zeigefingern mit einem Neurograph stimuliert, um die Empfindnung von tonischem Schmerz zu erreichen. An eine Ruhephase von 26s Dauer schloß sich eine Stimulation von 52s an. Die vorher gegebene Anweisung war, die Schmerzwahrnehmung zu unterdrücken. Ruhe und Aktivierung wurden sechsmal wiederholt, wobei die Datenaufnahme in einer folgenden abschließenden siebten Ruhephase andauerte. Während des Experiments nahmen wir mittels einer single-shot EPI-Sequenz 190 Volumina zu je 28 Schichten bei einer Matrixgröße von 64×64 auf.

Die Datenanalyse erfolgte in SPM 99. Dabei wurde die Aktivierung zweiphasig modelliert, als frühe Phase, nämlich die ersten 5 Volumina oder 13s, und als späte Phase, die verbleibenden 15 Volumina oder 39s. Beide Teilphasen wurden einzeln auf Signifikanz gegen die Ruhephase getestet, außerdem wurde der Kontrast späte gegen frühe Aktivierung sowie der umgekehrte Kontrast bestimmt. In einem dritten Schritt wurden die Phasen kombiniert gegen Ruhe getestet und damit die konventionelle Block-Design-Analyse simuliert. Sämtliche Kontraste wurden in einer Gruppenanalyse zusammengefasst. Ergebnis: In der frühen Stimulationsphase zeigt sich in der Gruppenanalyse die anteriore Inselregion, während in der späten Phase Aktivierung der posterioren Insel und primärer sensorischer Areale vorliegen. Im Kontrast der späten minus der frühen Phase zeigt sich vor allem die posteriore Inselregion, im Kontrast früh minus spät aktiviert der Nucleus Caudatus. Die kombinierte Analyse beider Phasen zeigt Aktivierungen ähnlich der späten Phase, allerdings mit reduzierter Signifikanz. Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Aktivierung bei langen fMRI-Studien im Blockdesign eine höhere Variabilität hat als bisher angenommen. Während langanhaltender elektrischer Stimulation unter der Anweisung, das Schmerzempfinden zu unterdrücken, wandert die Aktivierung von der anterioren zur posterioren Inselregion. Bei konventioneller Auswertung für Blockdesign-Studien wird dieser Effekt übersehen. Die Modellierung von langen Blockdesigns als mehrfache Regressoren eröffnet die Möglichkeit, die Aktivierung auf Unterschiede in verschiedenen Stadien der Stimulation zur prüfen.

Korrespondierender Autor: Wunderlich AP

Univ.-Klinik Ulm, Röntgendiagnostik, Robert-Koch-Str. 8, 89070 Ulm

E-Mail: arthur.wunderlich@uni-ulm.de