Stimulation peripherer Nerven in der Kernspintomographie

Nach Einführung der ultraschnellen Magnetresonanz (MR)-Bildgebung
in die klinische Praxis in den 90er Jahren kam es zu Berichten über
Stimulationen peripherer Nerven. Die Regulierungsbehörden mehrerer
Länder reagierten auf diese Umstände und empfahlen Grenzwerte für
geschaltete magnetische Gradientenfelder in der
Magnetresonanztomographie (MRT). Ziel der vorliegenden Dissertation
ist die Untersuchung von Einflussgrößen der magnetischen
Gradientenfelder in der Stimulation peripherer Nerven. Dabei
konzentriert sich diese Arbeit auf fünf Parameter: Frequenz, Form
(sinusförmig vs. linear), Amplitude und Orientierung des
oszillierenden Magnetfeldgradienten sowie Positionierung des
Probanden im Isozentrum des Tomographen. Die Erregung peripherer
Nerven mit elektrischen Strömen wurde in zahlreichen Studien
untersucht und es existieren Gleichungen, die dieses Phänomen
beschreiben: das Weiss- und Lapicque-Gesetz, das SENN-Modell und
das Grundgesetz der Magnetostimulation (FLM). Es konnte gezeigt
werden, dass sich alle vier Modelle auf die Beschreibung der
Stimulation peripherer Nerven durch magnetische Gradientenfelder
anwenden lassen. Es wurde weiterhin gezeigt, dass sich der das
Integral über B(t) zur Berechnung der
Stimulationswahrscheinlichkeit verschiedener Anstiegsformen des
magnetischen Feldgradienten eignet. Stimulationsschwellen sind für
Gradienten mit sinusförmigem Anstieg kleiner als für Gradienten mit
linearem Anstieg. In den durchgeführten Experimenten wurde ein
Einfluss der Positionierung des Probanden im Isozentrum des
Tomographen und der Orientierung des Magnetfeldgradienten, sowohl
auf die Stimulationsschwelle, als auch auf den Stimulationsort
festgestellt. Die höchste Stimulationswahrscheinlichkeit trat bei
Positionierung mit dem Hals im Isozentrum auf, die niedrigste bei
Positionierung mit dem oberen Abdomen im Isozentrum. Der Ort der
häufigsten Stimulation fand sich in ca. 40 cm Entfernung vom
Isozentrum. Stimulationsereignisse waren mit dem anteroposterioren
Gradienten (y-Gradient) am wahrscheinlichsten, am
unwahrscheinlichsten mit doppelt obliquen Gradienten (z.B.
xyz-Gradient). Die Beobachtungen ließen sich durch Form und
Achsensymmetrie des menschlichen Körpers, räumliche Ausdehnung des
magnetischen Gradientenfeldes sowie Größe der Leiterschleife des
induzierten elektrischen Feldes erklären. Der Einfluss der
Gradientenorientierung auf den Stimulationsort konnte durch den
Verlauf der stimulierten Nerven in Relation zur induzierten
elektrischen Leiterschleife erklärt werden.