MR-Rheologie: Darstellung elastischer Eigenschaften des menschlichen Gehirns
Diverse neuronale Erkrankungen wie z.B. Alzheimer oder Multiple Sklerose sind mit einer Veränderung der elastischen Eigenschaften von Hirngewebe verbunden. Die Kenntnis dieser Eigenschaften ist daher von großem Interesse für die medizinische Diagnostik. Wir entwickeln ein neuartiges Verfahren, das es ermöglicht, diese Eigenschaften ortsaufgelöst abzubilden. Dieses an die in der Materialforschung bewährten Kriechexperimente angelehnte Verfahren beruht auf einer kontrolliert geführten Bewegung des Kopfes innerhalb eines Magnetresonanztomographen (MRT).
Hierbei wird der Kopf eine geringe Höhe angehoben und anschließend kontrolliert fallengelassen. Das im Schädel gedämpft gelagerte Gehirn kann der Fallbewegung des Kopfes nicht instantan folgen sondern kriecht verzögert nach. Die Geschwindigkeit dieser Kriechbewegung ist lokal abhängig von der viskoelastischen Kopplung des Gewebes wie die folgende Abbildung in einem Gedankenexperiment verdeutlicht: Die beiden Elemente innerhalb des Kopfes hängen an unterschiedlichen Federn und werden verschieden stark gedämpft, was die unterschiedlichen viskoelastischen Eigenschaften repräsentiert. Aufgrund dieser Unterschiede folgen sie der Bewegung des Schädels verschieden schnell und dieser Unterschied wird in einem Phasenbild dargestellt.