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Kombination von EEG-, PET- und MR-Scannern zur besseren Diagnose von Schizophrenie

Eines der hartnäckigsten Probleme im Kampf gegen Schizophrenie ist zweifelsohne der Mangel an einem Bildgebungsinstrument, mit dem die Erkrankung in den frühen Entwicklungsphasen präzise diagnostiziert werden kann. Im Rahmen des TRIMAGE-Projekts wird seit 2013 an der Entwicklung eines solchen Geräts gearbeitet. Es zielt auf die Schaffung einer Kombination aus Neurobildgebungsmodalitäten, Positronenemissionstomographie (Positron Emission Tomography, PET), Magnetresonanzbildgebung (Magnetic Resonance Imaging, MRI) und Elektroenzephalographie (Electroencephalography, EEG) in einem einzigen Instrument ab, um die Diagnose und letztlich die Behandlung zu verbessern.
Kombination von EEG-, PET- und MR-Scannern zur besseren Diagnose von Schizophrenie
„Vor unserem Projekt waren PET, MR und EEG unabhängig voneinander verwendet worden, um die Folgen von Schizophrenie oder ein Psychosenprodrom zu untersuchen, das Problem wurde jedoch niemals tiefgreifend, unter gleichzeitiger Verwendung dreier Techniken angegangen”, erklärt Alberto Del Guerra, Professor für Medizinphysik an der Universität Pisa und Koordinator von TRIMAGE (A dedicated trimodality (PET/MR/EEG) imaging tool for schizophrenia).

Prof. Del Guerra ist jedoch davon überzeugt, dass es eine solche Kombination den Klinikern ermöglichen würde, die Reaktion des Neurotransmittersystems zu analysieren, die hämodynamische Reaktion zu erkennen, welche die neuronale Aktivität begleitet, und potentielle Parameter zu messen - und all das gleichzeitig. „Die drei Bildgebungsverfahren sind auf verschiedene Reaktionen des Gehirns ausgerichtet: eine schnelle (Millisekunden) über das EEG, eine mittlere (Sekunden bis Minuten) über die MRT und eine langsame (mehrere Dutzend Minuten) über die PET. Durch die Kombination dieser drei Verfahren können wir anatomische und zeitlich korrelierende physiologische und funktionelle Informationen über das Gehirn erhalten, was ideal für die frühe Diagnostizierung einer Schizophrenie ist“, sagt Prof. Del Guerra.

Es gibt nur ein Problem: Hierzu ist ein neuartiger Scanner erforderlich, der speziell für die Untersuchung des Gehirns konzipiert und gebaut wurde. Und an dieser Stelle kommt TRIMAGE ins Spiel: Das Gerät kombiniert eine MR-kompatible EEG-Haube, einen kryogenfreien MRI-Scanner, der groß genug für den Scan eines menschlichen Kopfes ist, und einen vollständig integrierten PET-Scanner mit dem Doppelten an Sensitivität im Vergleich zu den modernsten PET/MR-Systemen.

„Es bieten sich sowohl technische als auch ökonomische Vorteile “, erklärt Prof. Del Guerra. „Zunächst einmal wird die Installation und Instandhaltung einfacher und günstiger, da weder flüssiger Stickstoff noch flüssiges Helium vorhanden ist. Dann weist der MR-Magnet eine kürzere axiale Länge auf, was bedeutet, dass sich die Patientenschultern außerhalb des Magnets befinden und die klaustrophobische Wirkung verringert wird. Die höhere räumliche Auflösung und Sensitivität des PET-Scanners ermöglicht zudem eine weitaus bessere quantitative Analyse, was ein absolutes Muss für Diagnosezwecke ist. Abschließend wurde der Scanner auf Kosteneffektivität ausgelegt, damit dieser auch von kleinen Abteilungen, denen die Anschaffung eines konventionellen PET/MR-Ganzkörperscanners nicht möglich ist, in Erwägung gezogen werden kann.“

Der TRIMAGE-Scanner befindet sich derzeit in der finalen Montage- und Inbetriebnahmephase und wird am Universitätskrankenhaus in Pisa, Italien, installiert. Da er noch keine CE-Zertifizierung hat, wird der Scanner gemäß der neuen europäischen Umsetzungsrichtlinie für Medizinprodukte (MEDDEV) verwendet. Es sind klinische Pilotforschungsstudien geplant und mehrere potenzielle Kunden haben bereits Interesse an der Verwendung des Scanners für Patienten im Bereich psychische Erkrankungen, Neurologie, Neuroonkologie, Kopf- und Halsangiologie und neurodegenerative Erkrankungen bekundet.

Wenn es soweit ist, dass die CE-Zertifizierung eingeholt wurde, wird TRIMAGE durch Partner-KMU und durch Spin-off-KMU, die über die am Projekt beteiligten Forschungsinstitutionen unterstützt werden, kommerzialisiert. Prof. Del Guerra weist darauf hin: „Das Ziel ist die Vermarktung des Geräts als dedizierten Hirnscanner zu einem Preis, der weitaus geringer ausfallen soll, als für einen Ganzkörper-PET-MR-Scanner und mit einer herausragenden Leistung für die Hirnbildgebung.“

Fachgebiete

Life Sciences

Schlüsselwörter

TRIMAGE, MRI, PET, EEG, Bildgebung, Scanner, Schizophrenie, Hirn
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