Einfluß von Reizfrequenz, Reizamplitude und Blutdruck auf die Signalantwort in der funktionellen MRT: Untersuchungen am Tiermodell

Zusammenfassung

Ziel: dieser Arbeit war es, die Auswirkungen von Frequenz und Amplitude des Reizimpulses sowie den Einfluß des Blutdrucks auf die Stärke der Signalantwort in der funktionellen MRT zu untersuchen. Methoden: Es wurden 5 narkotisierte Ratten (normotonisch/hypotonisch) mit unterschiedlichen Frequenzen und Reizstromstärken somatosensorisch stimuliert. Die funktionellen MR-tomographischen Untersuchungen wurden an einem 2,4 Tesla-Experimentalscanner mit einer Gradienten-Echo (GE)-Echo-Planar-Imaging (EPI)-Sequenz durchgeführt. Ergebnisse: Die stärkste Signalantwort wurde bei einer Reizfrequenz von 3 Hz und einer Reizstärke von 10fachem Schwellenwert beobachtet. Die Absenkung des Blutdrucks auf die Hälfte des Normalwertes führte zu einer Signalreduktion um ca. 17 %. Schlußfolgerungen: Die Optimierung der Reizintensität und Reizfrequenz ermöglicht eine maximale Signalausbeute in der funktionellen MRT bei somatosensorischer Stimulation. Bei Blutdruckschwankungen am Rande des Autoregulationsbereichs sind auch bei standardisierten Paradigmen intra- und interindividuelle Unterschiede in der gemessenen Hirnaktivität zu erwarten.

Summary

Purpose: To examine the influence of frequency and amplitude of a stimulus and the effect of blood pressure on signal intensity changes in functional MRI. Methods: Somatosensory stimulation of five (normotonic/hypotonic) anesthetized rats was performed with different stimulus frequencies and amplitudes. Measurements were performed with a 2.4 Tesla experimental scanner using a gradient-echo (GE) echo-planar imaging (EPI) sequence. Results: The highest signal change was found at a frequency of 3 Hz and a stimulation amplitude of ten times the threshold value. A decrease of blood pressure to half the normotonic value gave rise to a decrease of the neuronal response of about 17 %. Conclusion: Optimization of the stimulation frequency and stimulation amplitude maximizes signal changes in functional MRI of the somatosensory cortex. Even with a standardized paradigm, variations in measured neuronal activity may occur when blood pressure changes cannot be compensated by autoregulation.

Schlüsselwörter:

Funktionelle Magnetresonanztomographie - Reizfrequenz - Reizamplitude - Blutdruck - Tierexperimentelle Studien

Key words:

Functional magnetic resonance imaging - Stimulation frequency - Stimulation amplitude - Blood pressure - Animals