Neue Generation Gehirn-Scanner nutzt optische Technologie

Ein neuer Ansatz für die optische Scan- Gehirn im Vergleich mit bildgebenden Verfahren wie PET und MRI, nach einer neuen Studie. Mit kleinen LED-Leuchten zu verfolgen, was im Gehirn passiert , ist die Technologie, strahlungsfrei und erfordert keine sperrige Magneten.

In der Zeitschrift Nature Photonics , berichten Wissenschaftler von der School of Medicine an der Washington University in St. Louis ( WUSTL ) , MO, wie sie Benchmarks der neuen Technologie - genannt diffuse optische Tomographie oder DOT - gegen Funktions MRI (fMRI) .

Wissenschaftler haben entwickelt DOT für mehr als 10 Jahre, aber seine Verwendung hauptsächlich auf Forschung beschränkt, da sie nur in der Lage, kleine Bereiche des Gehirns zu scannen . Aber die Autoren der neuen Studie glauben DOT zeigt nun Potenzial als Ersatz für fMRI .

Die neue DOT -System deckt zwei Drittel des Schädels und zum ersten Mal kann die Gehirnaktivität in verschiedenen Regionen und Netzwerke , einschließlich der in Sprache und Selbstreflexion beteiligt scannen. Senior-Autor Joseph Culver , Associate Professor für Radiologie , Erklärt:

"Mit der verbesserten Bildqualität der neuen DOT -System , bekommen wir viel näher an der Genauigkeit der fMRI . Wir haben eine Detailebene erreicht, dass für die Zukunft könnten optische Bildgebung viel nützlicher in Forschung und Klinik zu machen. "

Das Team sagt DOT ist ideal für Kinder , da die Patienten sich frei bewegen kann , während sie gescannt werden . Es ist auch ideal für Patienten mit Herzschrittmacher, Cochlea-Implantate Gehirnstimulatoren ( zur Behandlung der Parkinson -Krankheit zu behandeln ) , und anderen implantierten Geräten. MRI benutzt Magnetfelder, die solche Geräte stören oder macht sie unsicher sind. Mit DOT, gibt es keine solche Gefahr.

DOT tragbare Technologie ermöglicht Scanner an den Patienten gebracht werden

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass DOT gestaltet werden kann tragbar sein , so dass der Scanner an das Bett des Patienten oder in den Operationssaal gebracht werden.

Die volle Einheit nimmt einen Raum ein bisschen größer als eine altmodische Telefonzelle innerhalb der der Patient trägt eine Kappe in Lichtquellen und Sensoren, um Kabel angeschlossen bedeckt. Allerdings haben die Forscher auch Versionen auf Wagen montiert ist und weiter an neuen Wegen, um die Technologie noch tragbar zu machen.

DOT arbeitet durch die Verfolgung Binsen der sauerstoffreiches Blut in aktive Bereiche des Gehirns zu ernähren - ähnlich wie bei unseren Wangen rot werden , wenn wir erröten. Licht durch den Kopf übertragen die Farbe ändert , wenn es durch Hirngewebe mit unterschiedlichen Mengen an Blutrauschspielt und DOT nimmt die dynamischen Veränderungen in den Farben .

Ein weiterer Scan-Methode , die üblicherweise für die Zuordnung von Hirnaktivität verwendet wird, ist die Positronenemissionstomographie oder PET , die Strahlung verwendet . Aber die Anzahl der Male Patienten eingehen kann PET-Scans ist wegen der Risiken durch Strahlenbelastung gestellt begrenzt.

DOT verwendet keine Strahlung , so dass mehrere Abtastungen über die Zeit verwendet werden, um Patienten mit Gehirnverletzung, Autismus oder progressive Gehirnerkrankungen wie Parkinson überwachen.

Studie zeigt, DOT Vergleich mit fMRI

In einem Test , nahmen die Forscher DOT und fMRI -Scans von den gleichen Themen und suchte das Broca-Areal , einem Schlüsselbereich des Stirnlappens in Sprache und Sprechen verwendet . Es gab eine ungefähre 75% Überdeckung zwischen der Hirnregion von DOT identifiziert werden und durch fMRT identifiziert.


Die Autoren der neuen Studie glauben DOT zeigt nun Potenzial als Ersatz für fMRI .

In einem weiteren Versuch sie DOT und fMRI zur Gehirnnetzwerken , die während Ruhe oder aktiv sind erkennen " Tagträumen ". Diese Bereiche sind zunehmendes Forschungsinteresse und wurden mit Autismus in Verbindung gebracht worden , Alzheimer-Krankheit und Schizophrenie . DOT und fMRI wählte die gleiche Gruppe von drei Regionen in beiden Hemisphären , beachten Sie die Forscher.

Obwohl DOT kann nicht verraten , was tief im Gehirn passiert , zuverlässig bis zu einer Tiefe von etwa einem Zentimeter ist es , sagen die Autoren. Aber in diesem einen Zentimeter liegen einige der wichtigsten und interessantesten Teile des Gehirns , einschließlich der Regionen , die mit Gedächtnis, Sprache und Selbstbewusstsein zu tun .

Die Mittel aus den National Institutes of Health , der McDonnell Zentrum für System Neuroscience Half und anderen Quellen finanzieren die Studie.

Prof. Culver und WUSTL haben auch erklärt, eine finanzielle Beteiligung an einem Unternehmen , auf die die Universität hat damit verbundenen optischen Imaging-Technologie lizenziert.

Im Februar 2014 berichtete Medical News Today vielversprechende Testergebnisse ein neue strahlungsfreie bildgebende Methode zur Diagnose von Krebs . Die Forscher sagten, sie hoffen, dass die neue Technik wird das Rätsel von der Notwendigkeit, Tumoren in den verschiedenen Phasen ohne Erhöhung Risiko von Zweittumoren entwickelt von der erhöhten Strahlenbelastung scannen zu lösen.