Tekst in Scriptiesjabloon

EMMASINSTITUUT+BOVENBOUWSCHOOLJAAR+2014+9+2015+

NEUROIMAGING+

Hersenonderzoek van bij de Oude Egyptenaren tot fMRI

Begeleider:+Mevr.+Van+Kerrebroeck+ Medische+KennisMarie+Goossens LaNjn9Wiskunde

(KOPIE+TITELBLAD)+

INHOUDSOPGAVE+

INLEIDING+ 5+.....................................................................................................

GESCHIEDENIS+HERSENONDERZOEK+ 6+............................................................

SOORTEN+HERSENSCANS+ 8+.............................................................................

1. Structurele+Hersenscans+ 10+........................................................................1.1. CT9scan+ 10+1.1.1.+ Werking+ 10+......................................................................................................................1.1.2.+ Gebruik+ 10+......................................................................................................................1.1.3.+ Geschiedenis+ 11+..............................................................................................................

1.2.+ MRI9scan+ 12+..........................................................................................................1.2.1.+ Werking+ 12+......................................................................................................................1.2.2.+ Gebruik+ 15+......................................................................................................................1.2.3.+ Geschiedenis+ 16+..............................................................................................................

2.+ FuncNonele+Hersenscans+ 18+........................................................................2.1.+ PET9scan+ 18+...........................................................................................................2.1.1.+ Werking+ 18+......................................................................................................................2.1.2.+ Gebruik+ 19+......................................................................................................................2.1.3.+ Geschiedenis+ 20+..............................................................................................................

2.2.+ SPECT9scan+ 21+.......................................................................................................2.2.1.+ Werking+ 21+......................................................................................................................2.2.2.++ Gebruik+ 21+......................................................................................................................2.2.3.+ Geschiedenis+ 22+..............................................................................................................

2.3.++ EEG+ 22+..................................................................................................................2.3.1.+ Werking+ 22+......................................................................................................................2.3.2.+ Gebruik+ 23+......................................................................................................................2.3.3.+ Geschiedenis+ 24+..............................................................................................................

2.4.+ MEG+ 24+.................................................................................................................2.4.1.+ Werking+ 24+......................................................................................................................2.4.2.+ Gebruik+ 25+......................................................................................................................2.4.3.+ Geschiedenis+ 25+..............................................................................................................

2.5.+ fMRI9scan+ 26+........................................................................................................2.5.1.+ Werking+ 26+......................................................................................................................2.5.2.+ Gebruik+ 28+......................................................................................................................2.5.3.+ Geschiedenis+ 28+..............................................................................................................

BIBLIOGRAFIE+ 32.............................................................................................

Hersenscans+ Pagina+ +van+5 34

INLEIDING+

Hersenscans+worden+de+dag+van+vandaag+zeer+vaak+gebruikt+om+verschillende+aandoeningen+te+onderzoeken+en+de+gepaste+behandelingsmethode+op+deze+manier+af+te+leiden.+Aangezien+er+veel+verschillende+soorten+zijn,+ is+dit+dan+ook+een+erg+breed+onderwerp+en+heb+ ik+ervoor+gekozen+ om+enkel+ de+meest+ gekende+ en+ gebruikte+ hersenscans+ te+ behandelen.+De+ gekozen+scans+zijn+CT,+MRI,+PET,+SPECT,+EEG,+MEG+en+fMRI.+

Ik+heb+na+heel+lang+twijfelen+voor+dit+onderwerp+gekozen+omdat+het+zowel+medisch+als+fysisch+is,+de+meeste+hersenscans+steunen+namelijk+op+principes+uit+de+fysica.+Ik+wou+het+niet+hebben+over+ n+ bepaalde+ aandoening,+ maar+ eerder+ een+ behandelingsmethode+ of+onderzoekstechniek,+en+daarom+was+dit+onderwerp+dan+ook+een+geschikte+keuze.+

Deze+scripNe+wordt+eerst+ ingeleid+met+een+algemene+geschiedenis+van+het+hersenonderzoek+om+ de+ gebruikte+ technieken+ van+ vandaag+ ook+ te+ kunnen+ plaatsen+ tegen+ een+ historische+achtergrond.+ Hierin+ beantwoord+ ik+ de+ vraag+ waarom+ mensen+ begonnen+ zijn+ hersenen+ te+onderzoeken+en+wat+hun+ideen+waren+over+de+werking+van+de+hersenen.+

Daarna+wordt+er+overgegaan+op+de+moderne+technieken+die+worden+opgedeeld+in+structurele+en+funcNonele+hersenscans.+Hier+worden+de+werking,+het+gebruik+en+de+geschiedenis+van+de+gekozen+hersenscantechnieken+uitgelegd+en+afgebeeld.+Ik+heb+ervoor+gekozen+om+de+scripNe+op+ deze+ manier+ in+ te+ delen,+ omdat+ het+ een+ duidelijk+ beeld+ geee+ van+ elke+ scan+ en+ alles+overzichtelijk+houdt.+

EmmasinsNtuut+Bovenbouw+ Marie+Goossens

Hersenscans+ Pagina+ +van+ +6 34

GESCHIEDENIS+HERSENONDERZOEK+

Mensen+zijn+al+voor+duizenden+jaren+genteresseerd+in+het+funcNoneren+ van+ onze+ hersenen+ en+ hoe+ onze+denkprocessen+in+hun+werk+gaan.+Doorheen+de+Njd+zijn+de+methoden+ om+ onze+ hersenen+ te+ onderzoeken+ dan+ ook+veel+verbeterd.+

De+ geschiedenis+ van+het+ hersenonderzoek+ begint+ al+ heel+vroeg.+Er+zijn+bijvoorbeeld+aanwijzingen+dat+in+de+Njd+van+het+ Oude+ Egypte+ al+ hersenoperaNes+ werden+ uitgevoerd,+de+ zogenaamde+ schedeltrepanaNes+ of+ schedelboringen.+Toen+ al+ wist+men+ dat+ de+ plaats+ van+ een+ hersenletsel+ de+aard+ van+ de+ neurologische+ symptomen+ bepaalden.+ De+eerste+geschreven+beschrijving+van+deze+hersenletsels+kan+gevonden+worden+in+het+Papyrus+Edwin+Smith+(1600+v.C.),+een+kopie+van+een+nog+ouder+geschrie+van+de+EgypNsche+priester+Imhotep+(3000+v.C.).+Hierin+worden+niet+alleen+de+hersenen+beschreven,+maar+ook+ +een+groot+aantal+andere+lichaamsdelen.

Ook+de+oude+Grieken+hadden+al+hun+theorien+over+de+funcNes+van+het+brein.+Alcmaeon+van+Croton+ (500+ v.C.)+ beschreef+ als+ eerste+ de+ hersenen+ als+ de+ zetel+ van+ de+ gevoelens+ en+ het+centrum+ van+ de+ intelligenNe.+ Ook+ Hippocrates+ (4609375+ v.C.)+ geloofde+ dat+ de+ hersenen+ de+zetel+ van+ de+ intelligenNe+ waren,+ terwijl+ Aristoteles+ (3849322+ v.C.)+ van+ mening+ was+ dat+ de+intelligenNe+zich+in+het+hart+bevond+en+de+hersenen+dienden+als+aioelsysteem+voor+het+bloed.+

In+ het+ oude+ Griekenland+ was+ de+ ontleding+ van+ het+ menselijk+ lichaam+ verboden,+ maar+ in+Alexandri+waren+ dissecNes+ van+ doden+ voor+ de+ balseming+ van+ hun+ lichamen+ al+ eeuwen+ de+gewoonte.+Herophilos+(3359280+v.C.)+ontdekte+op+deze+manier+het+cerebrum,+het+cerebellum,+de+ hersenvliezen+ en+ de+ sinussen+ en+ gaf+ een+ duidelijke+ beschrijving+ van+ de+ ventrikels.+Erasistratos+ (3049250+ v.C.)+ zeke+ Herophilos'+ werk+ voort+ en+ deed+ experimenten+ op+ levende+hersenen.+ Hij+ geloofde+ dat+ het+ psychische+ pneuma,+ een+ heel+ jne+ en+ gasachNge+ stof,+ de+hersenen+binnenkwam+waaien+via+holle+zenuwen+en+er+op+die+manier+voor+zorgden+dat+men+kon+ waarnemen+ en+ denken.+ Dit+ pneuma+ was+ ook+ verantwoordelijk+ voor+ beweging,+ men+geloofde+dat+men+kan+bewegen+doordat+de+spieren+uitzeken+door+het+pneuma+dat+vanuit+de+hersenen+door+de+holle+zenuwen+toestroomt.+

Tijdens+het+Romeinse+Rijk+ontleedde+Galenus+(1299199)+schapenhersenen+en+ontdekte+dat+de+kleine+ hersenen+ compacter+ zijn+ dan+ de+ grote+ hersenen.+ Hieruit+ leed+ hij+ af+ dat+ de+ kleine+hersenen+de+bewegingen+van+de+spieren+controleerden+en+de+grote+hersenen+de+plek+waren+waar+gevoelens+werden+verwerkt,+omdat+deze+zachter+zijn.+Hij+geloofde+dat+hun+werking+tot+stand+kwam+door+de+beweging+van+vloeistof+door+ventrikels.+Hij+kwam+ook+tot+het+besluit+dat+de+ruggengraat+een+verlenging+van+de+hersenen+was+en+zo+signalen+van+en+naar+het+ lichaam+kon+verzenden.

EmmasinsNtuut+Bovenbouw+ Marie+Goossens+

Aneelding+1:+Het+Papyrus+Edwin+Smith+(1600v.C)


De+ Vlaamse+ Andreas+ Vesalius+ (151491564)+ boekte+ ook+ veel+ vooruitgang+ in+ het+hersenonderzoek+op+macrostructuur.+Hij+ontkrachke+veel+ideen+van+Galenus,+omdat+hij+zich+vooral+gebaseerd+had+op+dieren+en+niet+op+het+menselijk+ lichaam.+Vesalius+ontdekte+dat+de+hersenen+van+schapen+niet+overeenkomen+met+die+van+mensen+en+bracht+dus+aanpassingen+aan+aan+de+ideen+van+Galenus.

Ren+Descartes+ (159691650)+combineerde+de+ fysiologisch+ontdekkingen+van+Galenus+met+de+opvaong+van+het+lichaam+als+een+machine+om+tot+het+eerste+idee+van+reexen+te+komen.+Hij+dacht+ dat+ in+ een+ zenuw+ kleine+ draadjes+ aan+ het+ ene+ uiteinde+ verbonden+ waren+ met+ de+zintuigen.+ Externe+ prikkels+ trekken+ aan+ de+ draadjes+ om+ kleine+ gaten+ naar+ de+ ventrikels+ te+openen+ zodat+ pneuma+ uit+ de+ ventrikels+ kan+ stromen+ naar+ de+ spieren.+ Hierdoor+ zeken+ de+spieren+uit,+wat+beweging+veroorzaakt.

Thomas+Willis+ (162191675)+was+ een+ Engelse+ arts+ en+ beschreef+ in+ zijn+ Cerebri+ Anatomi+ heel+nauwkeurig+ de+ hersenen+ en+ zenuwen,+ wat+ in+ scherp+ contrast+ staat+ met+ de+ vage+ en+onduidelijke+ ideen+ van+ zijn+ voorgangers.+ Hij+ hernam+ de+ opvaong+ van+ Descartes+ over+reexen,+maar+stelde+dat+deze+tot+stand+kwamen+door+pneuma+dat+prikkels+via+de+zenuwen+naar+ de+ hersenen+ voert+waar+ ze+waargenomen+ en+ herinnerd+worden,+ in+ plaats+ van+ dat+ het+pneuma+ vanuit+ de+ hersenen+ naar+ de+ spieren+ stroomt.+ Sommige+ van+ deze+ prikkels+ worden+teruggestuurd+naar+de+spieren+en+deze+onvrijwillige+beweging+werd+de+reex+genoemd.

In+ de+ 18e+ eeuw+ weerlegde+ Robert+ Whyk+ (171491766)+ het+ idee+ van+ pneuma+ en+ stelde+ dat+reexen+veroorzaakt+worden+door+het+zenuwstelsel.+Hij+kon+dit+bewijzen+doordat+kikkers+ook+nog+reexen+vertonen+na+hun+dood.+Hierin+spelen+dus+vooral+ruggengraat+en+het+zenuwstelsel+een+rol,+en+niet+het+pneuma,+aangezien+pneuma+niet+meer+stroomt+wanneer+men+dood+is.

In+ de+ 19e+ eeuw+ ontdekten+ verschillende+ wetenschappers+ dat+ specieke+ funcNes+overeenkwamen+ met+ afgebakende+ gebieden+ in+ de+ hersenen.+ Zo+ ontdekten+ ze+ ook+ dat+bepaalde+ funcNes+ lateraliseren,+wat+wil+ zeggen+ dat+ ze+maar+ door+ n+ hersenhele+ bestuurd+worden,+in+plaats+van+door+beiden.

Hersenstudies+ werden+ meer+ geavanceerd+ na+ de+ uitvinding+ van+ de+ microscoop+ en+ de+ontwikkeling+van+de+golgikleuring+door+Camillo+Golgi+ (184391926)+ in+de+ jaren+1890.+Hiermee+kon+men+de+ingewikkelde+structuren+van+neuronen+onderzoeken.+Deze+nieuwe+techniek+werd+verder+ ontwikkeld+ en+ men+ kwam+ tot+ de+ neurondoctrine,+ het+ principe+ dat+ neuronen+ de+elementaire+ bouwstenen+ zijn+ van+ de+ hersenen.+ Later+ werd+ deze+ leer+ bevesNgd+ na+ de+uitvinding+van+de+elektronenmicroscoop.

Tijdens+ de+ 20e+ eeuw+ werd+ de+ neurowetenschap+ steeds+ meer+ erkend+ als+ academische+discipline+op+zichzelf,+in+plaats+van+als+studies+van+het+zenuwstelsel+binnen+andere+disciplines.+Men+ ging+ individuele+ neuronen+ in+ de+ hersenen+ onderzoeken.+ Ook+ ontdekte+ men+neurotransmikers,+ stoen+ verantwoordelijk+ voor+ het+ overbrengen+ van+ signalen+ tussen+neuronen.+

In+ 1929+ nam+ de+ Duitse+ arts+ Hans+ Berger+ (187391941)+ de+ eerste+ elektrische+ acNviteit+ van+levende+hersenen+op.+Deze+nieuwe+techniek,+bekend+als+elektro9encefalograe+of+EEG,+was+de+eerste+manier+om+signalen+van+levende+hersenen+op+te+vangen.+

Computers+ werden+ steeds+ sneller+ en+ krachNger,+ wat+ voor+ een+ enorme+ vooruitgang+ in+ de+neurowetenschap+ zorgde.+ Nieuwe+ technieken+ zoals+MRI9,+ PET9+ en+ CT9scans+ + ontstonden+ en+wetenschappers+gebruikten+deze+om+neuronen+tot+hele+hersensystemen+te+onderzoeken.+



SOORTEN+HERSENSCANS+

Neuroimaging+is+het+gebruik+van+verschillende+technieken+om+direct+of+ indirect+een+beeld+te+vormen+ van+ de+ structuur+ of+ de+ funcNe+ van+ het+ zenuwstelsel.+ Het+ is+ een+ relaNef+ nieuwe+discipline+binnen+de+geneeskunde,+neurologie+en+psychologie.+Neuroimaging+is+essenNeel+voor+de+analyse+van+de+werking+van+onze+hersenen+in+acNeve,+maar+ook+in+rusrase.+

De+ verschillende+ technieken+ kunnen+ opgedeeld+ worden+ in+ 2+ overkoepelende+ categorien,+namelijk+structurele+en+funcNonele+beeldvormingstechnieken.

Structurele+ hersenscans+ onderzoeken+ de+ opbouw+ van+ de+ hersenen+ en+worden+ gebruikt+ om+aandoening+op+grote+schaal,+zoals+tumoren,+op+te+sporen.+Deze+technieken+kunnen+enkel+de+vorm+ van+ de+ hersenen+ weergeven,+ maar+ niet+ de+ hersenacNviteit.+ De+ meest+ bekende+structurele+hersenscans+zijn+de+CT9+en+MRI9scans.

FuncNonele+ hersenscans+worden+ gebruikt+ om+ letsels+ op+ kleinere+ schaal,+ zoals+ Alzheimer,+ te+onderzoeken,+maar+ook+voor+onderzoek+op+neurologisch+en+cogniNef+gebied.+Men+kan+deze+scans+ dus+ gebruiken+ om+ te+ onderzoeken+ hoe+ de+ hersenen+ informaNe+ verwerken.+Met+ deze+technieken+kan+men+de+hersenen+direct+visualiseren+en+de+ link+ leggen+tussen+de+acNviteit+ in+bepaalde+ hersengebieden+ en+ specieke+ taken+ die+ uitgevoerd+ worden.+ FuncNonele+hersenscans+kunnen+op+verschillende+manieren+gemaakt+worden.+Ofwel+door+veranderingen+in+ het+ bloed+ te+meten,+ zoals+ bij+ PET9+ of+ fMRI9scans.+ Deze+ technieken+ zijn+ vaak+ goed+ in+ het+bepalen+ van+ de+ plaats+ van+ de+ neurale+ acNviteit,+maar+ geven+ geen+ goede+weergave+ van+ het+Njdsverloop+ van+de+ acNviteit.+Ofwel+ door+ de+ elektrische+ acNviteit+ in+ de+hersenen+ te+meten,+zoals+ bij+ EEG9+ of+MEG9scans.+ Deze+ scans+ zijn+ een+ goede+ keuze+ om+ het+ Njdsverloop+weer+ te+geven,+maar+minder+goed+in+de+plaatsbepaling.



1. STRUCTURELE+HERSENSCANS+

1.1. CT9SCAN+

1.1.1.+ WERKING+

CT9scans,+of+computertomograescans,+zijn+scans+die+gebruik+ maken+ van+ een+ heel+ dunne+ bundel+rntgenstralen+ om+ een+ anatomisch+ beeld+ van+ de+hersenen+te+maken.+De+hersenen+worden+van+boven+tot+ onder+ in+ denkbeeldige+ coupes,+ of+ doorsnedes,+verdeeld+ waarna+ elke+ coupe+ vanuit+ verschillende+s t a ndpun ten+ wo rd t+ g e fo to g ra fe e rd+ me t+rntgenstraling.+ De+ computer+ rekent+ van+ elke+ coupe+uit+hoe+die+eruit+ziet+op+basis+van+de+absorpNe+van+de+stralen+door+het+weefsel+en+maakt+van+al+deze+coupes+een+ volledig+ beeld+ van+ de+ hersenen.+ Beenderen+ en+harde+weefsels+absorberen+rntgenstralen+heel+goed,+waardoor+ ze+ wit+ worden+ weergegeven+ op+ de+ scan.+Lucht+en+water+worden+zwart+weergegeven,+omdat+ze+de+ stralen+veel+minder+absorberen.+Zacht+weefsel+ ligt+daar+ tussenin.+Hierdoor+geee+een+CT9scan+een+ruw+beeld+van+de+kenmerken+van+de+hersenen+weer,+maar+wordt+de+jne+structuur+ervan+niet+duidelijk.

Tijdens+een+CT9scan+ligt+de+paNnt+op+een+tafel+dat+in+een+hol,+cilindrisch+apparaat+schuie.+Een+rntgenbron+verschuie+op+een+zogenaamde+slip+ring+rond+de+binnenkant+van+de+buis,+met+zijn+bundel+stralen+gericht+op+het+hoofd+van+de+paNnt.+Nadat+hij+ in+een+rechte+lijn+door+het+hoofd+is+gegaan,+wordt+de+bundel+opgevangen+in+een+rntgendetector+aan+de+andere+kant+van+het+apparaat.+Door+alle+weefsels+waardoorheen+hij+gepasseerd+is,+wordt+deze+bundel+verzwakt+en+ de+ sterkte+ van+ de+ overblijvende+ straling+ wordt+ gemeten+ door+ de+ detector.+ Vervolgens+worden+ de+ bron+ en+ detector+ iets+ verschoven+ om+ een+ nieuwe+meNng+ te+ doen.+ Uiteindelijk+combineert+men+het+ groot+ aantal+meNngen+ en+maakt+ een+ computer+ een+ rangschikking+ van+alle+beelden.

Een+CT9scan+ is+niet+ zo+gedetailleerd+als+een+MRI+ scan,+maar+op+een+ scan+gemaakt+met+deze+apparaten+ is+ vaak+ al+ wel+ te+ zien+ dat+ er+ een+ ernsNge+ afwijking+ is,+ en+ zal+ men+ vaak+ worden+doorverwezen+om+een+MRI+scan+te+laten+maken.+

1.1.2.+ GEBRUIK+

Op+een+CT9scan+zijn+alleen+grove+afwijkingen+te+zien+en+niet+de+microscopische+veranderingen+van+ de+ hersencellen.+ Toch+ is+ de+ informaNe+ die+men+ verkrijgt+ via+ CT9scans+ bruikbaar+ bij+ het+vaststellen+ van+ de+ aard+ van+ de+ hersenziekte.+ Bij+ de+ ziekte+ van+ Alzheimer+ bijvoorbeeld+ stelt+men+hersenatroe,+verschrompeling+van+de+buitenkant+van+de+hersenen,+vast,+wat+zichtbaar+is+op+een+CT9scan.+Over+het+ algemeen+ is+ dit+ pas+ zichtbaar+ als+ het+ ziekteproces+ al+ enkele+ jaren+bezig+is,+waardoor+een+CT9scan+dan+niet+meer+zo+nuog+is.+Men+kan+al+snel+merken+aan+andere+klachten+dat+het+om+de+ziekte+van+Alzheimer+gaat.


Aneelding+2:+Een+CT9scanner+bestaat+uit+en+tafel+ dat+ in+ een+ hol,+ cilindrisch+ apparaat+schuie.


CT9scans+ worden+ vooral+ gebruikt+ in+ acute+ situaNes+wanneer+men+snel+een+beeld+nodig+heee+van+de+schedel+of+hersenen.+Een+breuk,+een+bloeding+of+een+zwelling+is+op+deze+scans+goed+ te+ zien.+Een+CT9scan+wordt+ook+gebruikt+bij+ het+ lokaliseren+ van+ tumoren,+ op+ de+ scan+ is+ dan+duidelijk+ een+ structuur+ zichtbaar+ op+ een+ plaats+waar+ die+niet+thuishoort.+

1.1.3.+ GESCHIEDENIS+

Ontwikkelingen+ in+ de+ Computer+ Tomogae+ gaan+ snel.+ In+enkele+decennia+ is+CT+uitgegroeid+van+een+experimentele+techniek+ waarbij+ het+ uren+ duurde+ vooraleer+ een+ wazige+aneelding+ zichtbaar+ werd,+ tot+ een+ doorsnee+ onderzoek+van+ enkele+ seconden+ dat+ driedimensionale+ beelden+ van+organen+ontwikkelt.+Deze+vernieuwing+heee+enorm+grote+voordelen,+ maar+ er+ ziken+ ook+ nadelen+ aan+ vast,+ zoals+bijvoorbeeld+de+stralingsdosis+voor+paNnten.+

De+ CT9scan+ begint+ eigenlijk+ met+ de+ ontdekking+ van+rntgenstraling+ door+ Wilhelm+ Conrad+ Rntgen+ in+ 1895.+ Deze+ stralingen+ konden+ gebruikt+worden+om+het+eerste+non9invasieve+onderzoek+te+doen,+wat+wil+zeggen+dat+men+het+lichaam+kan+onderzoeken+zonder+echt+te+moeten+opereren.+In+het+jaar+na+deze+ontdekking+werden+al+de+ eerste+ thoraxfotos,+ of+ longfoto's,+ gemaakt.+ Ook+ angiograen,+ aneeldingen+ van+ de+bloedvaten,+werden+hiermee+ook+al+meteen+vervaardigd.+

Hoewel+ deze+ eerste+ aneeldingen+ een+ enorm+ voordeel+ boden,+ was+ er+ toch+ ook+ een+ groot+nadeel;+ de+ driedimensionale+ structuur+ van+ de+ hersenen+ werd+ afgebeeld+ op+ een+tweedimensionale+foto.+Om+dit+op+te+lossen+kwam+Allan+M.+Cormack+in+1963+op+het+idee+om+rntgenstralen+vanuit+verschillende+richNngen+doorheen+het+ lichaam+te+sturen+en+daarbij+de+dichtheidsverdeling+ van+ het+ weefsel+ in+ gedachten+ te+ houden.+ Hierdoor+ was+ de+ eerste+ stap+gezet+voor+de+driedimensionale+CT9scan.

Godfrey+N.+Hounseld+bouwde+dan+ in+1968+ de+ eerste+ experimentele+ CT9scanner,+een+scan+duurde+dan+9+uur+en+de+ reconstrucNe+ van+ het+ beeld+ nog+eens+ 2,5+ uur.+ 4+ jaar+ later,+ in+ 1972+kwam+de+eerste+ commercile+ scanner+o p+ d e+ ma r k t ,+ d i e+ d oo r+ v e l e+aanpassingen+ veel+ sneller+ werkte;+ hij+deed+er+ slechts+4+minuten+meer+over.+Hierna+ kwamen+ er+ nog+ een+ aantal+generaNes+ CT9scanners,+ die+ telkens+verbeterd+ werden.+ Zo+ werd+ er+ een+waaiervormige+ bundel+ rntgenstralen+ toegevoegd+ en+ werden+ er+ meerdere+ detectoren+toegevoegd.

Later+ontwikkelde+men+deze+scanners+nog+verder+door+de+detectoren+te+laten+draaien+op+een+slip+ring+waardoor+men+conNnu+kon+blijven+scannen.+Hierdoor+kon+men+de+scanNjd+inkorten+tot+enkele+seconden.


Aneelding+ 4:De+ eerste+ CT9scanner+ van+ Hounseld+ en+ de+eerste+hersenscan+met+deze+machine+gemaakt.+

Aneelding+ 3:+ Op+ een+ CT9scan+ zijn+tumoren+ duidelijk+ zichtbaar.+ Rechts+ is+een+glioom+zichtbaar,+een+soort+tumor+die+ontstaat+in+gliacellen,+cellen+die+de+neuronen+verzorgen+en+ondersteunen.


Vandaag+worden+scanners+gebruikt+die+meerdere+coupes+in+n+keer+nemen,+de+zogenaamde+mulN9slice+scanners.+Deze+scanners+zorgen+er+niet+enkel+voor+dat+de+snelheid+verhoogd+wordt,+maar+ook+de+resoluNe+aanzienlijk+toeneemt.

1.2.+ MRI9SCAN+

1.2.1.+ WERKING+

MRI+ staat+ voor+ magneNc+ resonance+ imaging,+ soms+ wordt+ ook+ de+ term+ NMR+ gebruikt,+ wat+staat+voor+nuclear+magneNc+resonance.+NMR+was+de+vroegere+benaming+voor+deze+techniek,+maar+ wanneer+ men+ dit+ commercieel+ ging+ gebruiken,+ heee+ men+ de+ naam+ veranderd.+ Het+woord+ 'nuclear'+ zou+ immers+ de+ mensen+ afschrikken+ omdat+ ze+ zouden+ denken+ dat+ er+radioacNeve+ stoen+ zouden+ gebruikt+ worden,+ terwijl+ deze+ 'nuclear'+ eigenlijk+ slaat+ op+ de+magneNsche+eigenschappen+van+waterstoiernen.

Met+deze+techniek+worden+dwarsdoorsneden+van+de+hersenen+gemaakt+die+daarna+ in+beeld+worden+ gebracht.+ Dit+ gebeurt+ met+ behulp+ van+ een+ heel+ sterk+ magneNsch+ veld+ en+ korte+radiogolven.+

De+ scanner+ kan+ een+ + permanente,+ resisNeve+ of+ supergeleide+ magneet+ hebben.+ Een+permanente+magneet+bestaat+uit+een+materiaal+dat+op+een+bepaalde+manier+gemagneNseerd+is+ zodat+ het+ zijn+ magneetveld+ niet+ verliest.+ ResisNeve+ magneten+ zijn+ zeer+ grote+elektromagneten,+ het+ magneNsch+ veld+ wordt+ opgewekt+ door+ een+ stroom+ te+ voeren+ door+draadlussen.+ Ze+ produceren+ veel+ warmte+ en+ moeten+ met+ water+ gekoeld+ worden.+ + Bij+supergeleidende+magneten+ wordt+ het+magneetveld+ opgewekt+ door+ een+ elektrische+ stroom+door+ een+ draad+ te+ sturen.+ Deze+ wordt+ extreem+ gekoeld+ door+ een+ cryogeen,+ een+ koude+opwekkende+ vloeistof,+waardoor+ de+ draad+ zijn+weerstand+ verliest+ zodat+ het+mogelijk+ is+ een+heel+hoge+veldsterkte+op+te+wekken.+Vaak+wordt+hiervoor+helium+gebruikt.+Het+uitzenden+en+ontvangen+van+de+radiogolven+gebeurt+door+radiofrequenNespoelen+of+RF9spoelen.

Het+ menselijk+ lichaam+ bestaat+ voor+ ongeveer+ 65%+ uit+ waterstofatomen+ en+ omdat+ deze+atomen+slechts+n+proton+in+de+kern+hebben,+zijn+deze+erg+geschikt+voor+het+maken+van+MRI9scans.+ In+ ruskoestand+draait+ een+waterstofatoom+ rond+ zijn+as,+de+ richNng+waarin+dit+ atoom+draait+ kan+ worden+ weergegeven+ met+ een+ vector.+ Als+ we+ alle+ vectoren+ van+ alle+waterstofatomen+ in+ ons+ lichaam+ optellen,+ komen+ we+ nul+ uit,+ wat+ wil+ zeggen+ dat+ ze+ elkaar+neutraliseren.+Hierdoor+is+ons+lichaam+magneNsch+in+balans.+

MagneNsaNe+

Wanneer+ons+lichaam+benvloed+wordt+door+de+sterke+magneet+van+de+MRI9scanner,+doordat+de+paNnt+in+de+tunnel+van+het+apparaat+wordt+geschoven,+kunnen+de+waterstofatomen+zich+op+twee+verschillende+manieren+richten:+parallel,+ in+de+richNng+van+het+magneetveld+van+de+scanner,+of+anN9parallel,+tegen+de+richNng+van+het+magneetveld+van+de+scanner+(zie+aneelding+5).+Daarnaast+gaan+ ze+ook+nog+eens+ in+een+bepaalde+ richNng+ schommelen+ zoals+een+ tol+die+naar+ buiten+ begint+ te+ hellen.+ Deze+ beweging+wordt+ precessie+ genoemd+ en+ heee+ een+ eigen+frequente:+de+Larmor+frequenNe+(zie+aneelding+6).+Alle+waterstofatomen+draaien+nu+even+snel+rond,+maar+ze+bewegen+niet+in+fase,+dus+niet+synchroon.



De+waterstofatomen+in+ons+lichaam+zijn+nu+parallel+of+anN9parallel+gericht.+Wanneer+ze+zich+in+parallelle+ toestand+bevinden+hebben+ ze+een+ lagere+energietoestand+en+dus+hebben+de+anN9parallelle+een+hogere+energietoestand.+Aangezien+atomen+een+voorkeur+hebben+voor+de+lage+energietoestand,+ zijn+ er+ ook+ meer+ parallelle+ waterstofatomen+ dan+ anN9parallelle+ (zie+aneelding+7).+Het+verschil+ is+niet+groot,+er+ zijn+maar+drie+atomen+per+miljoen+meer+parallel+dan+anN9parallel,+maar+ in+ons+volledig+ lichaam+ loopt+dit+getal+ snel+op.+Al+deze+overgebleven+parallelle+ atomen+ zorgen+ voor+ een+ neko+magneNsaNe+ die+ in+ dezelfde+ richNng+ wijst+ als+ het+magneetveld+van+de+scanner.+

Om+op+een+gemakkelijke+manier+te+zien+wat+er+gebeurt+met+deze+neko+magneNsaNe+gebruikt+men+vectoren+in+een+3D9assenstelsel.+De+neko+magneNsaNe+vector+staat+ in+dezelfde+richNng+als+het+magneNsche+veld+B0+en+de+Z9as.+De+X9+en+Y9as+staan+hier+loodrecht+op+(zie+aneelding+8).++


A n e e l d i n g+ 5 :+Waterstofatomen+kunnen+zich+para l le l+ en+ anN9para l le l+richten.+ De+ waterstofatomen+met+de+vector+naar+boven+zijn+de+ parallelle,+ de+ andere+ zijn+de+ anNparallelle.+ (B0+ is+ de+a a n d u i d i n g+ v o o r+ h e t+magneetveld+ van+ de+ MRI9scanner)+

Aneelding+6:+Precessie

Aneelding+ 7:+ De+ overgebleven+parallelle+ atomen+ zorgen+ voor+een+neko+magneNsaNe.+

Aneelding+8:+De+Z9as+wijst+in+de+r i c h N n g+ v a n+ d e+ n e k o+magneNsaNe,+de+X9+en+Y9as+staan+hier+loodrecht+op.+


ExcitaNe+

Er+wordt+een+radiofrequente+puls++van+een+bepaalde+frequenNe+door+de+ RF9spoelen+ op+ de+ hersenen+ gericht.+ De+ gebruikte+ frequente+ is+dezelfde+als+de+Larmor+frequenNe+van+de+waterstofatomen.+Wanneer+de+ RF9puls+ een+ proton+ bereikt,+ zal+ dat+ proton+ een+ rotaNe+ van+ 90+maken+ zodat+ zijn+ vector+ op+ het+ X,Y9vlak+ geplaatst+ wordt+ (zie+aneelding+ 9).+ Nu+ is+ de+ neko+ magneNsaNe+ 90+ geipt.+ Hierdoor+heee+het+proton+een+hogere+energietoestand+aangenomen,+hij+heee+energie+van+de+RF9puls+opgenomen.+Het+proton+wil+het+ liefst+een+zo+laag+ mogelijke+ energietoestand+ en+ zal+ daarom+ de+ opgenomen+energie+ ook+ terug+ afgeven+ in+ een+ proces+ dat+ relaxaNe+ genoemd+wordt.+

RelaxaNe+

Het+relaxaNeproces+kan+onderverdeeld+worden+in+twee+delen:+T1+en+T2+relaxaNe.+Deze+twee+vormen+ van+ relaxaNe+ zijn+ twee+ volledig+ ona}ankelijke+ processen,+ maar+ gebeuren+ wel+tegelijkerNjd.+

Bij+ T1+ relaxaNe+ kijkt+ men+ enkel+ naar+ de+ verandering+ op+ de+ Z9as.+ Op+ aneelding+ 9+ wordt+weergegeven+dat+de+neko+magneNsaNe+op+de+Y9as+is+gezet.+Tijdens+de+relaxaNe+zal+deze+vector+op+de+ Y9as+ beginnen+ afnemen+en+op+de+ Z9as+ terug+ beginnen+ toenemen+ (zie+ aneelding+ 10).+Hierbij+ geven+ de+ protonen+ een+ beetje+warmte+ en+ radiofrequente+ golven+ af.+ De+ scanner+ zal+deze+golven+meten+en+verwerken.

Bij+de+T2+relaxaNe+kijkt+men+niet+meer+naar+de+Z9as+maar+naar+het+X,+Y9vlak.+ Op+ het+ moment+ dat+ de+ RF9puls+ de+ protonen+ Njdens+ de+excitaNe+ bereikten,+ zal+ het+ proton+ niet+ enkel+ 90+ geipt+ worden,+maar+ zullen+ ze+ ook+ in+ fase+ beginnen+ lopen,+ de+ precessie+ van+ de+protonen+gebeurt+nu+synchroon+(zie+aneelding+11).+Dit+duurt+echter+niet+ lang,+ want+ dit+ wordt+ verstoord+ aangezien+ protonen+ kunnen+gezien+worden+ als+ kleine+ staafmagneten+met+ een+ posiNeve+ en+ een+negaNeve+ pool.+ Gelijke+ polen+ gaan+ elkaar+ aantrekken+ en+tegengestelde+ polen+ stoten+ elkaar+ af.+ Hierdoor+ defaseren+ de+protonen,+hun+precessie+zal+niet+meer+synchroon+verlopen.+


Aneelding+ 9:+ De+ RF9puls+h e e e+ d e+ n e k o+m a g n e N s a N e+ 9 0 +"geipt".+

Aneelding+10:+Bij+T1+relaxaNe+neemt+de+vector+op+de+Y9as+af+en+neemt+hij+toe+op+de+Z9as.+

A n e e l d i n g+ 1 1 :+ D e+p r e c e s s i e+ v a n+ d e+p r o t o n e n+ v e r l o o p t+meteen+ na+ de+ RF9puls+ in+fase.+


Als+beide+ relaxaNeprocessen+voltooid+ zijn,+ is+de+neko+magneNsaNe+vector+weer+gericht+met+het+ hoofdveld+ B0+ en+ draaien+ de+ protonen+ weer+ uit+ fase.+ De+ situaNe+ is+ weer+ zoals+ die+ was+voordat+de+RF9puls+werd+gegeven.+

AcquisiNe+

De+acquisiNe+ is+ het+proces+waar+men+de+ radiofrequente+golven,+ die+ door+ de+ protonen+ Njdens+ de+ relaxaNe+ zijn+uitgezonden,+ opvangt+ met+ een+ ontvangstspoel.+ De+ontvangstspoel+ moet+ loodrecht+ staan+ op+ het+ hoofdveld+B0,+ want+ de+ spoel+ is+ een+ koperen+ lus+ die+ een+ stroom+opwekt+als+er+een+magneetveld+doorgaat.+B0+is+een+sterk+magneNsch+ veld+ dat+ de+ signalen+ van+ de+ protonen+gemakkelijk+overstemt,+dus+mag+dit+veld+zeker+niet+door+de+ spoel+ gaan,+ wilt+ men+ een+ duidelijk+ beeld+ verkrijgen.+Als+we+dus+niet+willen+dat+B0+door+de+spoel+gaat,+moet+de+spoel+loodrecht+staan+op+dit+veld+(zie+aneelding+12).

Computer+

De+ ontvangen+ golven+ worden+ door+ een+ computer+ geanalyseerd,+ waarna+ de+ verkregen+informaNe+vertaald+wordt+in+grijsNnten+die+samen+een+beeld+vormen.+Omdat+elk+type+weefsel+en+hersenvloeistof+een+verschillend+watergehalte+heee,+is+er+een+verschil+in+terugkaatsing+van+elk+type+weefsel.+Gebieden+waar+geen+water+is,+zoals+lucht+of+bot,+geven+geen+signaal+en+zijn+zwart+op+de+scan.+

1.2.2.+ GEBRUIK+

MRI+ wordt+ gebruikt+ in+ het+ onderzoek+ naar+ mulNpele+ sclerose+ (MS),+ een+ ziekte+ waarbij+ de+myelineschede+van+de+zenuwvezels+wordt+aangetast+door+het+eigen+immuunsysteem.+Zonder+deze+ myelineschede+ wordt+ de+ geleiding+ in+ de+ zenuw+ verstoord+ waardoor+ er+ neurologische+stoornissen+ontstaan.+Op+een+MRI+kan+men+dan+verspreide+wike+vlekken+zien+in+hersenen+en+ruggenmerg.


Aneelding+12:+De+ontvangstspoel+moet+loodrecht+staan+op+het+magneetveld+B0+om+storing+te+voorkomen.

Aneelding+ 13:+B i j+ mu l Npe l e+sclerose+ zij+ op+een+ MRI9scan+verspreide+ wike+vlekken+te+zien+in+de+hersenen.


Ook+ is+ een+ MRI+ bruikbaar+ bij+ het+ lokaliseren+ van+ een+ tumor+ met+ behulp+ van+ een+contrastvloeistof.+MRI+wordt+ook+gebruikt+als+er+epilepsie+ is+vastgesteld+bij+een+paNnt.+Dan+kan+op+een+MRI9scan+de+oorzaak+van+de+epilepsie+duidelijk+worden+als+er+een+afwijking+ is+ in+het+hersengebied+dat+de+epilepsie+veroorzaakt.

Daarnaast+kan+men+met+behulp+van+MRI+demenNesymptomen+nu+ook+vroegNjdig+vaststellen,+waardoor+ men+ er+ beter+ kan+ op+ inspelen.+ Men+ ontdekte+ namelijk+ dat+ bij+ de+ ziekte+ van+Alzheimer,+naast+de+ophoping+van+eiwiken,+er+ook+ijzeropeenhopingen+in+de+hersenschors+en+veranderingen+ in+ het+ patroon+ van+ myeline+ plaatsvinden.+ De+ eiwiken+ die+ Alzheimer+veroorzaken+zijn+namelijk+nodig+voor+het+binden+van+ijzer+in+de+hersenen+en+ijzer+is+nodig+voor+de+opbouw+en+anraak+van+myeline.+Wanneer+er+ in+dit+proces+ iets+ foutloopt,+krijgt+men+een+ophoping+ van+ ijzer+ in+ de+ hersenen,+ waardoor+ de+ hersenen+ dit+ proberen+ te+ verhelpen+ door+meer+ eiwiken+ te+ produceren.+ Deze+ hopen+ dan+ op+ in+ de+ hersenen+ waardoor+ demenNe+optreedt.+Er+gaat+dus+een+afwijkende+verdeling+van+myeline+en+ijzer+in+de+hersenen+vooraf+aan+de+ophoping+van+eiwiken.+Dit+onregelmaNge+patroon+in+myeline9+en+ijzerverdeling+is+te+zien+op+een+MRI9scan.

MRI+wordt,+naast+neurologisch+onderzoek,+ook+gebruikt+voor+onderzoek+naar+de+organen+en+andere+lichaamsdelen.+Bij+een+harNnfarct+kan+men+op+een+MRI9scan+de+plaats++weergeven,+de+hartkleppen+en+grotere+bloedvaten+worden+goed+zichtbaar.+Ook+de+dunne+darm,+de+nieren,+de+lever+kunnen+worden+onderzocht+met+een+MRI9scan.


In+ 1946+ stelde+ Felix+ Bloch,+ een+ Zwitserse+ natuurkundige,+ een+ aantal+ nieuwe+ eigenschappen+van+de+atoomkern+voor.+Hij+beweerde+dat+de+atoomkern+zich+als+een+magneet+gedraagt,+want+hij+ ontdekte+ dat+ een+ geladen+ deeltje+ zoals+ een+ proton,+ die+ om+ zijn+ eigen+ as+ draait,+ een+magneNsch+veld+heee.+In+1950+werd+deze+theorie+experimenteel+bewezen.

Van+1954+ tot+begin+de+ jaren+70+werd+MRI+ontwikkeld+en+gebruikt+ voor+ chemisch+en+ fysisch+onderzoek+van+moleculaire+structuren.+In+1971+toonde+Raymond+Damadian,+een+Amerikaanse+biofysicus,+ aan+ dat+ de+ resonanNe+ van+ tumoraal+ weefsel+ anders+ was+ dan+ dat+ van+ gezond+weefsel.+Hij+dacht+dat+het+mogelijk+moest+zijn+om+weefsels+te+onderscheiden+met+behulp+van+MRI,+ gebaseerd+ op+ deze+ verschillen.+ Hij+ deed+ verder+ onderzoek+ en+ in+ 1974+ maakte+ hij+ de+allereerste+ MRI+ aneelding+ van+ een+ tumor+ bij+ een+ rat.+ In+ 1977+ produceerde+ Damadian+ de+eerste+supergeleidende+MRI9scanner.

TegelijkerNjd+ werkte+ Paul+ Lauterbur+ op+ hetzelfde+ gebied,+ hij+ had+ voordien+ ook+ al+ de+beeldvorming+door+magneNsche+resonanNe+gedemonstreerd.

Begin+ jaren+ tachNg+ onderzochten+ en+ produceerden+ alle+ grote+ fabrikanten+ van+ medische+apparatuur+MRI9scanners.+ Sindsdien+ zijn+ deze+ scanners+ verder+ ontwikkeld;+ de+ hardware+ en+soeware+werden+sneller,+intelligenter+en+gemakkelijker+te+gebruiken.+En+het+einde+is+nog+niet+in+zicht,+de+ontwikkeling+van+MRI+is+nog+steeds+volop+bezig.



2.+ FUNCTIONELE+HERSENSCANS+

2.1.+ PET9SCAN+

2.1.1.+ WERKING+

PET9scans,+ of+ positron+ emissie+ tomograe,+ zijn+hersenscans+ die+ met+ behulp+ van+ een+ kleine+hoeveelheid+zwakke+radioacNeve+stof+de+verandering+in+de+stofwisseling+van+cellen+in+beeld+brengt.+Daarom+worden+ deze+ scans+ vooral+ toegepast+ bij+ het+onderzoek+ naar+ sommige+ vormen+ van+ kanker,+aangezien+ kankercellen+ meestal+ een+ verhoogde+stofwisseling+hebben.+

Bij+een+PET9scan+wordt+op+voorhand+een+hoeveelheid+radioacNeve+ stof+ in+ het+ bloed+ toegediend.+ Deze+ stof+wordt+ opgenomen+ via+ een+ farmacon,+ een+geneesmiddel+gekoppeld+aan+een+radioacNef+ isotoop.+Dit+gebeurt+meestal+via+ injecNe,+maar+soms+wordt+het+farmacon+toegediend+via+een+gas+dat+ingeademd+dient+te+worden.+Deze+stof+concentreert+zich+dan+op+de+plekken+waar+kankercellen+ziken.+Men+meet+de+radioacNviteit+in+het+lichaam+met+de+PET9scanner+en+zet+dit+om+in+beelden.+

Nadat+de+stof+is+toegediend,+legt+de+paNnt+zich+neer+op+de+tafel+van+de+scanner+en+schuie+hij+door+de+koker+van+dit+toestel.+Wanneer+deze+radioacNeve+stof+vervalt,+straalt+het+positronen+(01e+)+uit.+Positronen+zijn+anN9elektronen,+ze+hebben+dezelfde+massa+als+een+gewoon+elektron,+maar+hun+lading+is+tegengesteld,+dus+posiNef.+

Dit+radioacNef+verval+gebeurt+als+volgt:+11p10n+++01e++waarbij+11p+een+proton+voorstelt+en+10n+een+neutron.

Een+proton+vervalt+in+een+neutron+en+een+positron,+de+neutron+blije+in+de+kern+van+het+atoom+achter,+ terwijl+ het+ positron+ wordt+ weggestuurd.+ Dit+ model+ kunnen+ we+ toepassen+ op+koolstof911,+een+isotoop+dat+vaak+gebruikt+wordt+bij+PET9scans:+116C115B+++01e+

Het+koolstof911+atoom+vervalt+en+zendt+n+positron+uit.+Hierdoor+vermindert+de+lading+met+1+en+krijgen+we+een+nieuw+element,+Boor.

Het+ positron+ zal+ na+ uitzending+ door+ de+ radioacNeve+ stof+ maar+ een+ korte+ afstand+ kunnen+aeggen+waarna+het+een+elektron+tegenkomt.+Beide+deeltjes,+positron+en+elektron,+verdwijnen+dan+ door+ annihilaNe,+ een+ proces+waarbij+ twee+ anNdeeltjes+ elkaar+ volledig+ vernieNgen.+ Hun+massa+ wordt+ namelijk+ omgezet+ in+ energie+ onder+ de+ vorm+ van+ gammafotonen+ die+ in+tegengestelde+ richNng+ bewegen.+ Deze+ fotonen+ worden+ dan+ geregistreerd+ door+ de+gammadetectoren+ in+ de+ koker+ van+ het+ apparaat.+ Als+ twee+ tegenover+ elkaar+ liggende+detectoren+ongeveer+op+hetzelfde+moment+een+foton+waarnemen,+wordt+een+signaal+naar+de+computer+gestuurd.+Als+er+meer+dan+een+miljoen+ treers+geregistreerd+ zijn,+ kun+ je+met+een+nauwkeurigheid+van+enkele+millimeters+de+plaats+van+de+radioacNeve+koolstof+vaststellen.


Aneelding+ 14:+ De+ PET9scanner+ bestaat+ uit+een+ koker+ waarin+ de+ paNnt+ geschoven+wordt.


De+computer+verwerkt+deze+verkregen+gegevens+dan.+Men+verkrijgt+met+PET9scans+dus+geen+echte+ beelden,+men+ komt+met+ deze+ scans+ enkel+ te+weten+waar+ in+ de+ hersenen+ een+ tumor+aanwezig+is.+Om+de+kwaliteit+van+deze+scans+te+verhogen,+worden+ze+soms+aangevuld+met+een+CT9scan,+ die+ wel+ de+ structuur+ van+ de+ hersenen+ kan+ weergeven.+ Daarom+ zijn+ in+ heel+ wat+ziekenhuizen+ hybride+ toestellen+ aanwezig+ die+ tegelijk+ een+ CT9scan+ en+ een+ PET9scan+ kunnen+uitvoeren.+De+resultaten+van+beide+scans+worden+dan+meteen+samengebracht+en+men+kan+op+deze+manier+tumoren+en+uitzaaiingen+met+grote+nauwkeurigheid+lokaliseren.+

2.1.2.+ GEBRUIK+

PET9scans+ tonen,+ in+ tegenstelling+ tot+CT9+of+MRI9scans,+afwijkingen+op+ cellulair+ niveau.+ Hierdoor+ kan+ men+ veel+ complexere+aandoeningen+onderzoeken.

PET9scans+ worden+ vooral+ gebruikt+ om+ kanker,+ hartproblemen,+hersenaandoeningen+ en+ aandoeningen+ aan+ het+ centraal+zenuwstelsel+ te+onderzoeken.+Wanneer+ ze+gebruikt+worden+ in+het+onderzoek+ naar+ kanker,+ kunnen+ dokters+ de+ stofwisseling+ van+kankercellen+onderzoeken,+zien+hoe+de+kanker+zich+kan+verspreiden+en+zien+hoe+goed+de+behandelingen+werken.+

PET9scans+ vertonen+ ook+ bepaalde+ patronen+ bij+ verschillende+vormen+ van+ demenNe.+Men+ kan+ via+ deze+ scans+ een+ onderscheid+maken+ tussen+ een+ beginnende+ ziekte+ van+ Alzheimer,+ vasculaire+demenNe+ of+ frontotemporale+ demenNe.+ De+ ziekte+ van+ Alzheimer+ontstaat+ door+ opeenhopingen+ van+ eiwiken+ in+ de+ hersenen,+vasculaire+demenNe+ontstaat+door+een+slechte+doorbloeding+van+de+hersenen,+ zoals+ bij+ een+ hersenbloeding+ of+ herseninfarct.+ Bij+frontotemporale+ demenNe+ zijn+ vooral+ het+ voorste+ deel+ van+ de+hersenen+ en/of+ de+ temporaalkwab+ beschadigd.+ Deze+hersengebieden+zijn+verantwoordelijk+voor+onze+besluitvorming+en+

cordinaNe+ en+ voor+ onze+ emoNonele+ reacNes+ en+ taalvaardigheid. Men+ziet+onderscheid+tussen+deze+vormen+van+demenNe+duidelijk+op+ de+ PET9scan,+ aangezien+ elke+ vorm+ een+ eigen+ patroon+ van+acNviteit+ in+de+hersenen+vertoont.+Bij+het+onderzoek+naar+deze+vormen+van+demenNe+wordt+ook+vaak+gebruik+gemaakt+van+een+MRI9scan+(zie+1.2.2).+


Aneelding+ 15:+ Als+ zeer+ veel+fotonparen+ gedetecteerd+ zijn,+kan+ men+ uitrekenen+ waar+ de+bronnen+ziken.+

Aneelding+ 16:+ De+ ziekte+van+Alzheimer+kan+duidelijk+in+ beeld+ gebracht+ worden+met+ behulp+ van+ PET9scans.+Doordat+ het+ radioacNef+materiaal+ zich+vasthecht+op+de+ overtollige+ eiwiken,+worden+ er+ meer+ signalen+gegeven+ aan+de+ detectoren+bij+ iemand+ met+ de+ ziekte+van+ Alzheimer+ (onder)+ dan+bij+ een+ gezond+ persoon+(boven).



Nadat+Wilhelm+Rntgen+de+rntgenstralen+had+ontdekt,+ontstonden+de+eerste+scantechnieken,+maar+deze+technieken+gaven+enkel+de+anatomische+structuren+van+het+ lichaam+weer+en+niet+de+werking+ ervan.+Men+ kon+ enkel+ de+werking+ van+ organen+ aeiden+ als+men+ veranderingen+waarnam+op+het+moment+van+de+scans+zelf.+Zo+kon+men+het+pompen+van+het+hart+waarnemen,+maar+ aangezien+de+ hersenen+niet+ bewegen,+waren+ rntgenstralen+niet+ erg+ bruikbaar+ in+ het+onderzoek+naar+hun+werking.+

De+ eerste+ PET9scan+ dateert+ uit+ 1950,+ toen+wetenschappers+ van+ het+Massachuseks+ General+Hospital+voorstelden+dat+de+straling+van+positron+emissie+de+resoluNe+van+beelden+genomen+met+ andere+ scanners+ in+ het+ onderzoek+ naar+ hersentumoren+ aanzienlijk+ kon+ verhogen.+ Kort+daarna+werd+dit+idee+dan+ook+getest+op+verschillende+paNnten+en+zoals+voorspeld+waren+de+beelden+ veel+ duidelijker.+ Het+ apparaat+ dat+ toen+ gebruikt+ werd,+maakte+ gebruik+ van+ slechts+enkele+ detectoren+ om+ het+ beeld+ te+ vormen,+ en+ dit+ gebeurde+ coupe+ per+ coupe.+ De+ coupes+waren+ook+heel+ dik,+ dus+de+ kwaliteit+ en+ scherpte+ van+de+ aneeldingen+waren+ laag.+Het+was+onmogelijk+ om+ de+ kleine+ details+ in+ plaatsbepaling+ en+ werking+ van+ de+ hersenen+ te+onderzoeken,+waardoor+deze+scans+minder+bruikbaar+waren.+

In+ 1952+werd+ de+ eerste+ klinische+ PET9scanner+ ontwikkeld.+ Deze+was+ bijna+ hetzelfde+ als+ zijn+voorganger+ uit+ 1950,+maar+ had+ enkele+ verbeteringen.+Hierdoor+werd+ de+ plaatsbepaling+ van+hersentumoren+ gemakkelijker,+men+ kon+beter+ zien+of+ een+ tumor+ zich+ rechts+ of+ links+ van+de+middellijn+ van+ de+ hersenen+ van+ de+ paNnt+ bevond.+ In+ 1962+ werd+ voor+ het+ eerst+ een+ PET9scanner+ ontwikkeld+ met+ meerdere+ detectoren.+ Deze+ scanners+ waren+ veel+ gevoeliger+ en+konden+een+driedimensionaal+beeld+creeren.+Na+nog+wat+aanpassingen+en+het+toevoegen+van+een+ aantal+ funcNes,+ zoals+ betere+ computerprogramma's+ en+ de+mogelijkheid+ tot+ het+ nemen+van+ meerdere+ coupes+ op+ hetzelfde+ moment,+ waardoor+ de+ scanners+ een+ betere+ resoluNe+kregen,+werden+ze+in+1970+ocieel+gebruikt+op+medisch+gebied.+

Tegenwoordig+worden+PET9scans+vaak+gecombineerd+met+CT9scans+om+de+plaatsbepaling+van+tumoren+ sterk+ te+ verbeteren.+De+PET9scan+geee+dan+de+absolute+plaats+weer+en+de+CT9scan+visualiseert+ de+ hersenstructuren,+ waardoor+ men+ beide+ scans+ kan+ samenleggen+ om+ zo+ de+exacte+plaats+van+de+tumor+in+de+hersenen+te+weten+te+komen.+



2.2.+ SPECT9SCAN+

2.2.1.+ WERKING+

SPECT+ staat+voor+ single+photon+emission+computed+ tomography,+een+ techniek+ die,+ net+ zoals+ PET,+ gebruik+ maakt+ van+ een+radioacNeve+ stof+ om+ de+ bloeddoorstroming+ in+ de+ verschillende+gebieden+ van+ de+ hersenen+ te+ meten.+ Deze+ radioacNeve+ stof+vervalt+ dan+waardoor+ er+ gammastralen+worden+ uitgezonden+ die+worden+ opgevangen+ in+ gammadetectoren.+ Voor+ de+ detectoren+bevindt+zich+een+loden+collimator,+een+plaat+waarin+verschillende+kanaaltjes+zijn+geboord.+Dit+zorgt+ervoor+dat+een+gammafoton+die+schuin+vliegt+niet+wordt+doorgelaten,+maar+de+gammafotonen+die+loodrecht+ op+ het+ oppervlak+ van+ de+ detector+ aankomen+ wel.+Hierdoor+worden+er+enkel+fotonen+gedetecteerd+die+aiomsNg+zijn+van+ het+ gebied+ dat+ loodrecht+ onder+ de+ detector+ ligt,+ enkel+ de+diepte+ vanwaar+ het+ foton+ komt+ kan+ niet+ worden+ gemeten.+ Op+deze+manier+wordt+ een+ tweedimensionaal+ beeld+ van+ de+ paNnt+gevormd,+ waarbij+ de+ gebieden+ die+ radioacNef+ stralen+ oplichten+tegen+ een+ inacNeve+ achtergrond.+ Door+ de+ detectoren+ rond+ de+paNnt+ te+ laten+ draaien,+ verkrijgt+ men+ meerdere+ van+ deze+beelden.++

Elke+3+tot+6+graden+wordt+een+projecNe+gemaakt+die+elk+15+tot+20+seconden+duren+waardoor+een+volledige+scan+ongeveer+15+tot+20+minuten+duurt.+De+verkregen+beelden+worden+dan+door+een+computer+verwerkt+tot+een+driedimensionaal+beeld.

Deze+techniek+ lijkt+sterk+op+PET9scans,+omdat+ze+beiden+radioacNef+materiaal+gebruiken.+Het+verschil+ is+ echter+ dat+ bij+ SPECT9scans+ de+ radioacNeve+ stof+ gammastralen+ direct+ afgeven.+ Bij+PET9scans+ komen+ er+ eerst+ positronen+ vrij+ die+ dan+ annihileren+ met+ de+ elektronen+ in+ de+hersenen+waardoor+er+twee+gammafotonen+ontstaan+die+elk+in+tegengestelde+richNng+worden+uitgezonden.+Dus+bij+PET+is+enkel+een+gedetecteerd+paar+geldig+als+signaal,+terwijl+ +SPECT+elke+gedetecteerde+gammafoton+apart+telt.

Net+ zoals+ bij+ PET9scans+ worden+ SPECT9scans+ vaak+ gecombineerd+ met+ een+ CT+ om+ de+plaatsbepaling+ in+ de+ hersenen+ te+ verbeteren.+ SPECT9scans+ geven+ enkel+ de+ gebieden+ met+verhoogde+acNviteit+weer+zonder+de+hersenstructuren.+Een+CT9scan+maakt+ook+een+beeld+van+deze+structuren+zodat+acNviteit+en+hersengebied+gelinkt+kunnen+worden.

2.2.2.++ GEBRUIK+

SPECT9scans+hebben+een+groot+aantal+funcNes,+zoals+hersenonderzoek+en+botonderzoek.+Bij+de+botscans+ zet+ het+ radioacNef+ materiaal+ zich+ vast+ ter+ hoogte+ van+ zones+ met+ verhoogde+stofwisseling,+ zoals+ tumoren+ en+ uitzaaiingen.+Minstens+ 2+ uur+ later+ wordt+ de+ paNnt+ op+ de+scantafel+ gelegd+ en+ onderzoekt+ men+ de+ verdeling+ van+ de+ radioacNviteit+ over+ het+ volledige+skelet.+Zones+met+verhoogde+acNviteit+zullen+sterk+oplichten+op+de+scan.+

Hersenperfusie+ is+ een+onderzoek+die+ gebruik+maakt+ van+ SPECT+om+de+doorbloeding+ van+de+hersenen+te+bekijken.+Dankzij+patronen+op+de+SPECT9scan+en+CT+informaNe+kan+men+dan+een+onderscheid+ maken+ tussen+ verschillende+ vormen+ van+ demenNe,+ net+ zoals+ bij+ de+ PET9scan+(2.1.2).++


Aneelding+17:+ Enkel+ fotonen+die+ loodrecht+op+de+detector+a a n k o m e n+ w o r d e n+d o o r g e l a t e n+ d o o r+ d e+collimator.


Over+het+algemeen+ lijkt+SPECT+heel+hard+op+PET,+maar+ toch+wordt+SPECT+vaker+gebruikt.+De+toestellen+zijn+minder+duur+en+de+isotopen+die+worden+gebruikt+bij+SPECT+hebben+een+langere+halfwaardeNjd,+ waardoor+ er+ meer+ Njd+ is+ om+ een+ beeld+ te+ maken.+ Ook+ het+ radioacNef+materiaal+ zelf+ is+ bij+ SPECT+ goedkoper,+ waardoor+ deze+ scanners+ aantrekkelijker+ zijn+ voor+ziekenhuizen.+ Toch+heee+ook+PET+ zijn+ voordelen;+ het+ is+ nauwkeuriger+ en+de+ scanNjd+ is+ veel+korter+dan+bij+SPECT.


In+ het+ begin+ van+ de+ nucleaire+ geneeskunde+ werden+ scans+ manueel+ uitgevoerd+ met+ een+Geigerteller,+een+stralingsdetector+waarmee+ ioniserende+straling+gemeten+kan+worden.+Deze+werd+dan+geplaatst+boven+het+orgaan+dat+onderzocht+moest+worden.+Het+was+dan+ook+een+grote+doorbraak+toen+de+Anger+camera+werd+uitgevonden+in+1957,+ontwikkeld+door+Hal+Anger.+Het+was+de+eerste+detector+met+een+collimator,+waardoor+men+een+veel+duidelijker+beeld+kon+verkrijgen.+

Eind+de+jaren+70+kwam+de+eerste+SPECT9scanner+op+de+markt.+Door+de+gammacamera+rond+te+laten+ draaien+ rond+ het+ lichaam+ van+ de+ paNnt,+ kon+men+ driedimensionale+ beelden+maken+zoals+dit+reeds+mogelijk+was+met+CT9scanners.

2.3.++ EEG+

2.3.1.+ WERKING+

Elektro9encefalograe+ is+ een+ methode+ om+ de+elektrische+ acNviteit+ van+ de+ hersenschors+ via+ de+hoofdhuid+ te+ meten.+ Het+ bekomen+ beeld+ wordt+ het+EEG+of+elektro9encefalogram+genoemd.

Om+ deze+ acNviteit+ in+ de+ hersenen+ te+ meten,+ wordt+gebruik+gemaakt+ van+elektroden,+metalen+ schijes+die+op+ de+ schedelhuid+ worden+ geplakt.+ Soms+ wordt+ ook+gebruik+ gemaakt+ van+ een+ elektrodenkap,+ een+ soort+muts+waarin+elektroden+vastziken.

De+hersenschors+bestaat+onder+andere+uit+zenuwcellen+die+ met+ elkaar+ verbonden+ zijn+ en+ zich+ in+ groepen+bevinden.+Elke+groep+heee+een+verschillende+spanning,+deze+spanningsverschillen+kunnen+dan+gebruikt+worden+om+de+werking+ van+de+hersenen+ te+onderzoeken.+De+ spanningsverschillen+worden+gemeten+door+ de+ elektroden+ die+ op+ het+ hoofd+ zijn+ geplaatst,+ die+ de+ informaNe+ doorgeven+ aan+ de+meekoestellen.+En+van+de+elektroden+wordt+geplaatst+op+een+neutrale+plaats,+zoals+het+oor,+waar+ de+ hersenacNviteit+ nul+ is.+ Dan+ meet+ men+ het+ verschil+ in+ acNviteit+ tussen+ de+ andere+elektroden+met+die+neutrale+elektrode.+

De+spanningsverschillen+zijn+erg+klein,+maar+de+meetapparatuur+versterkt+de+resultaten+en+zet+ze+om+in+een+diagram,+het+EEG.+De+vorm,+frequenNe,+amplitude+en+plaats+van+de+golven+geven+de+informaNe+over+de+werking+van+de+hersenen+en+de+bewustzijnstoestand+weer.+Op+de+y9as+wordt+de+spanning+weergegeven,+op+de+x9as+de+Njd.+Hierdoor+kan+men+nauwkeurig+tot+op+de+milliseconde+de+acNviteit+weergeven.+Elke+elektrode+heee+zijn+eigen+graek+op+het+diagram,+waardoor+men+ook+zeer+precies+de+plaats+van+de+acNviteit+kan+bepalen.


Aneelding+18:+Men+plaatst+de+elektroden+rechtstreeks+ op+ het+ hoofd+ (links)+ of+ men+maakt+ gebruik+ van+ een+ elektrodenkap+(rechts).+


Het+nadeel+van+het+EEG+is+wel+dat+men+enkel+in+de+hersenschors+kan+meten,+en+niet+dieper+in+de+hersenen.+Men+meet+ook+enkel+precies+onder+de+elektroden,+dus+de+acNviteit+ tussen+de+verschillende+elektroden+moet+men+ook+schaken.

2.3.2.+ GEBRUIK+

EEG+ wordt+ ook+ vaak+ gebruikt+ bij+ het+ onderzoek+ naar+epilepsie+om+epilepNsche+aanvallen+te+onderscheiden+van+andere+ beroertes+ zoals+ gewoon+ auwvallen.+ het+ EEG+vertoont+ dan+ epilepNsche+ kenmerken,+ zoals+ bijvoorbeeld+de+ spikes.+Deze+ spikes+ zijn+ belangrijk+ voor+ de+ diagnose+van+epilepsie,+het+maken+van+een+onderscheid+tussen+de+verschillende+ types+ epilepsie,+ en+ het+ onderzoeken+welke+zones+in+de+hersenen+de+epilepsie+veroorzaken.+

Ook+ kunnen+ tumoren+ via+ EEG+ gelokaliseerd+ worden,+aangezien+ de+ elektrische+ acNviteit+ op+ plaatsen+ met+ een+tumor+verhoogt.

Met+een+EEG+kan+men+nagaan+of+een+persoon+die+in+coma+verkeert+ hersendood+ is,+ een+ toestand+ waarbij+ de+hersenfuncNes+volledig+en+onherstelbaar+verloren+zijn.+Op+een+ EEG+ is+ dan+ geen+ hersenacNviteit+ meer+ te+ zien.+ Ook+voor+vele+andere+aandoeningen,+zoals+slaapstoornissen+of+geheugenstoornissen,+kan+een+EEG+tot+nut+zijn.+

Een+ EEG+ kan+ eveneens+ gebruikt+ worden+ voor+ onderzoek+ binnen+ de+ cogniNeve+neurowetenschappen+ door+ een+ proefpersoon+ bloot+ te+ stellen+ aan+ een+ bepaalde+ sNmulus+terwijl+ er+ een+ EEG+wordt+ gemaakt.+ Van+de+ EEG9signalen+wordt+ dan+de+hersenacNviteit+ naar+aanleiding+van+de+sNmulus+berekend.+Zo+kan+men+de+reacNe+van+de+hersenen+op+verschillende+sNmuli+met+elkaar+vergelijken+en+op+die+manier+de+geacNveerde+zones+in+de+hersenen+linken+aan+de+verschillende+prikkels.+


Aneelding+ 19:+ Voorbeeld+van+ een+ EEG,+ op+ de+ y9as+w o r d t+ d e+ s p a n n i n g+weergegeven,+op+de+x9as+de+Njd.+

Aneelding+ 20:+ Spikes+ (in+ het+ groen+aangeduid)+ op+ een+ EEG+ zijn+ een+indicator+voor+epilepsie.



Vladimirovich+ Pravdich9Neminskylography+ registreerde+ als+ eerste+ in+ 1912+ elektrische+potenNaalverschillen+ in+de+hersenen+van+een+dier,+maar+voor+dit+soort+meNngen+moest+toen+meestal+ de+ schedel+opengemaakt+worden.+ In+ 1924+ kon+Hans+Berger+de+eerste+ EEG+van+een+mens+ door+ de+ schedelhuid+ heen+meten+ en+ hij+ beschreef+ de+ golven+ en+ ritmes+ die+ aanwezig+waren+in+de+hersenen.

Berger+was+een+neuroloog+en+hij+geloofde+dat+elektrische+hersenacNviteit+veranderde+op+basis+van+ de+ toestand+ van+ de+ hersenen,+ zoals+ slaap,+ anesthesie+ of+ epilepsie.+ De+ meeste+wetenschappers+in+Bergers+Njd+geloofden+deze+bevindingen+niet.+Het+duurde+vijf+jaar+tot+Edgar+Douglas+Adrian+en+B.+C.+H.+Makhews+via+experimenten+Bergers+ideen+bewezen.

Na+deze+experimenten+begonnen+ook+andere+wetenschappers+de+elektrische+hersenacNviteit+te+bestuderen.+In+1936+werd+aangetoond+dat+deze+technologie+ook+kon+gebruikt+worden+om+hersentumoren+ op+ te+ sporen.+ Men+ bracht+ een+ groot+ aantal+ kleine+ elektrodes+ aan+ op+ de+hoofdhuid+ en+ men+ ontdekte+ dat+ hersentumoren+ gebieden+ met+ verhoogde+ elektrische+acNviteit+veroorzaakten.

Doorheen+ de+ jaren+ zijn+ EEG+ elektroden,+ versterkers+ en+ computers+ sterk+ verbeterd.+Wetenschappers+ hebben+ ontdekt+ waar+ de+ beste+ plaatsen+ zijn+ om+ de+ elektrodes+ aan+ te+brengen+en+hoe+men+aandoeningen+kan+onderzoeken.++

2.4.+ MEG+

2.4.1.+ WERKING+

MEG+ is+ de+ aiorNng+ voor+magneto9encefalogram+wat+ lekerlijk+magneNsch+ hersenschrie+ betekent.+ Het+ is+ een+ apparaat+waarmee+ de+ magneNsche+ signalen+ die+ de+ hersencellen+produceren+ gemeten+ worden.+ Wanneer+ de+ zenuwen+ in+ de+hersenen+ informaNe+ uitwisselen+ ontstaan+ er+ namelijk+ zwakke+elektrische+ signalen+ die+ een+ magneNsch+ veld+ opwekken.+ Dit+magneNsche+ signaal+wordt+ gemeten+met+behulp+ van+ sensoren+in+ een+ soort+ enorme+ droogkap+ die+ over+ het+ hoofd+ van+ de+paNnt+wordt+geplaatst.+

Met+deze+soort+scans+kan+men+de+plaats+van+de+hersenacNviteit+exacter+meten+dan+met+een+EEG.+Dit+komt+doordat+MEG+minder+gevoelig+ is+ voor+ de+ verzwakking+ van+ de+ hersenacNviteit+ door+hersenweefsel,+ hersenvliezen+ en+ schedel,+ terwijl+ EEG+ enkel+ de+acNviteit+in+de+hersenschors+kan+meten.+Een+ander+verschil+met+EEG+ is+ dat+MEG+ niet+ de+ elektrische+ acNviteit+ van+ de+ hersenen+zelf,+maar+ de+ veranderingen+ in+magneNsche+ velden+ als+ gevolg+van+ de+ elektrische+ acNviteit+ meet.+ EEG+ meet+ wel+ direct+ de+elektrische+acNviteit+van+de+hersenen.


Anee ld ing+ 21 :+ MeNngen+gebeuren+met+een+apparaat+dat+als+een+soort+droogkap+over+het+hoofd+wordt+geplaatst.


2.4.2.+ GEBRUIK+

In+ onderzoek+ is+ de+ voornaamste+ funcNe+ van+ MEG+ het+ meten+ van+ het+ Njdsverloop+ van+hersenacNviteit.+MEG+kan+met+een+heel+ grote+nauwkeurigheid+van+10+milliseconden+meten,+terwijl+andere+scanners+vaak+maar+een+nauwkeurigheid+van+enkele+honderden+milliseconden+hebben.+Ook+kan+het+de+plaats+van+de+hersenacNviteit+Njdens+verschillende+taken+bepalen.+De+paNnt+ voert+ dan+ een+ audiNeve,+ sensorische+ of+motorische+ taak+ uit+ zodat+ onderzoekers+ de+hersengebieden+kunnen+linken+aan+de+uitgevoerde+taak.+Om+de+hersenen+in+kaart+te+brengen+Njdens+complexere+cogniNeve+taken,+wordt+MEG+meestal+gecombineerd+met+fMRI.+

MEG+wordt+ ook+ gebruikt+ om+ epilepsie+ te+ onderzoeken,+ net+ zoals+MRI+ en+ EEG.+ Op+ de+ scan+wordt+ zichtbaar+welk+deel+ van+de+hersenen+de+epilepsie+ veroorzaakt+ zodat+ chirurgen+weten+welk+ deel+ van+ het+ hersenweefsel+ moet+ verwijderd+ worden.+ Hierdoor+ vermijdt+ men+ dat+ er+gezond+weefsel+wordt+weggehaald.++


MEG+signalen+werden+voor+het+eerst+ gemeten+door+de+natuurkundige+David+Cohen+ in+1968+met+een+koperen+inducNespoel+als+de+detector.+Om+de+magneNsche+ruis+op+de+achtergrond++te+verminderen,+werden+de+meNngen+in+een+magneNsch+afgeschermde+ruimte+gedaan.+De+spoel+was+ niet+ gevoelig+ genoeg,+ waardoor+ de+ meNngen+ heel+ onduidelijk+ waren.+ Later+ bouwde+Cohen+een+betere+ruimte+en+geavanceerdere+detectoren+om+het+opnieuw+te+proberen.+Deze+keer+waren+de+signalen+bijna+even+helder+als+die+van+EEG9scans.+

Eerst+ gebruikte+men+n+detector+ om+het+magneNsche+ veld+ op+ verschillende+plaatsen+ rond+het+hoofd+te+meten.+Dit+was+te+omslachNg,+dus+begon+men+meerdere+sensoren+toe+te+voegen+en+ rangschikte+men+ deze+ in+ rijen+ om+ een+ groter+ gebied+ van+ het+ hoofd+ in+ beeld+ te+ kunnen+brengen.

Tegenwoordig+worden+MEG+ sensoren+ in+ een+ soort+ kap+ geplaatst+ die+ als+ een+ helm+ over+ het+hoofd+ van+ de+ paNnt+ kan+ worden+ geplaatst.+ Deze+ kappen+ bevaken+meestal+ 300+ sensoren,+waardoor+bijna+het+hele+hoofd+bedekt+wordt.+Op+deze+manier+werden+MEG9scans+sneller+en+ecinter+gemaakt.



2.5.+ FMRI9SCAN+

2.5.1.+ WERKING+

FMRI9scans+of+funcNonal+MagneNc+Resonance+Imaging+scans+zijn+hersenscans+die+de+acNviteit+van+de+hersenen+meten+met+behulp+van+MRI.+Ze+ laten+ in+3D+zien+waar+en+wanneer+er+ in+de+hersenen+ zuurstofrijk+ bloed+ aanwezig+ is.+ Verhoging+ van+ de+ acNviteit+ in+ een+ bepaald+hersengebied+gaat+samen+met+een+sterkere+doorbloeding+van+dit+gebied.+

FMRI+ verschilt+ van+MRI+ omdat+ fMRI+ de+ hersenacNviteit+ meet,+ want+ het+ is+ een+ funcNonele+beeldvormingstechniek,+terwijl+MRI+een+structurele+beeldvormingstechniek+ is,+aangezien+het+enkel+ de+ structuur+ van+ de+ hersenen+ kan+ laten+ zien.+ Ook+ gebruikt+ MRI+ eigenschappen+ van+waterstofatomen+ om+ aneeldingen+ te+maken,+ terwijl+ fMRI+ het+ zuurstofgehalte+ in+ het+ bloed+meet.+

Met+ fMRI+ meet+ men+ het+ onderscheid+ tussen+zuurstofrijk+en+zuurstofarm+bloed+op+basis+van+hun+ aantrekkingskracht+ tot+ de+ MRI9magneet.+I n+ b l o e d+ z i k e n+ r o d e+ e n+ w i k e+bloedlichaampjes.+ De+ rode+ bloedlichaampjes+bevaken+ het+ molecuul+ hemoglobine,+ wat+ijzerionen+bevat.+

Zuurstofrijk+ en+ zuurstofarm+ bloed+ hebben+verschillende+ magneNsche+ eigenschappen,+zuurstofrijk+ bloed+ is+ diamagneNsch+ en+zuurstofarm+ bloed+ is+ paramagneNsch.+DiamagneNsche+stoen+worden+niet+benvloed+doo r+ een+ magneNs ch+ ve l d ,+ t e rw i j l+paramagneNsche+ stoen+ gemagneNseerd+worden+ als+ ze+ zich+ in+ een+ magneNsch+ veld+bevinden,+maar+anders+niet.

Rode+ bloedlichaampjes+ vervoeren+ zuurstof+ doordat+ de+ ijzerionen+ in+ de+ hemoglobine+ zich+verbinden+met+ de+ + zuurstofmoleculen.+Wanneer+ de+ ijzerionen+met+ het+ zuurstof+ verbonden+zijn,+worden+ze+niet+meer+benvloed+door+de+magneet+van+de+scanner.+Het+bloed+wordt+met+andere+woorden+diamagneNsch.

FMRI+meet+de+variaNe+ in+magneNsme+van+het+bloed+ in+de+hersenen+over+de+Njd.+Aangezien+het+magneNsme+samen+varieert+met+het+zuurstofgehalte,+kan+men+hiermee+de+hersenacNviteit+aeiden.+ Meer+ zuurstofrijk+ bloed+ betekent+ namelijk+ een+ hogere+ acNviteit.+ FMRI+ en+ MRI+worden+ beiden+ gedaan+ met+ hetzelfde+ apparaat,+ de+ manier+ waarop+ deze+ magneNsche+verschillen+ gemeten+worden+ verloopt+ op+ dezelfde+manier,+maar+ in+ plaats+ van+water,+ bij+ de+gewone+MRI,+wordt+hier+zuurstof+gebruikt.+Zuurstofrijk+bloed+geee+op+deze+manier+een+hoog+fMRI9signaal+en+zuurstofarm+bloed+geee+een+laag+signaal.+Wanneer+er+veel+zuurstofrijk+bloed+naar+een+bepaald+hersengebied+gaat,++wordt+het+fMRI9signaal+dus+opeens+sterker.+

De+verhouding+tussen+zuurstofrijk+en+zuurstofarm+bloed+wordt+weergegeven+door+het+BOLD9signaal,+wat+staat+voor+Blood+OxygenaNon+Level+Dependent.+Dit+signaal+begint+alNjd+met+een+kleine,+iniNle+dip,+wat+betekent+dat+er+een+vermindering+van+zuurstofrijk+bloed+is.+Dit+wordt+veroorzaakt+ doordat+ het+ acNeve+ hersengebied+ direct+ zuurstof+ nodig+ heee,+ maar+ het+ duurt+alNjd+enkele+seconden+vooraleer+dit+bloed+het+gebied+bereikt+heee.


Aneelding+22:+Zuurstofmoleculen+binden+zich+op+de+ijzerionen+ in+ de+ hemoglobine+ waardoor+ het+ rode+bloedlichaampje+diamagneNsch+wordt.+


Ongeveer+drie+seconden+ later+ is+de+extra+bloedtoevoer+waarneembaar+ in+het+signaal,+wat+te+zien+is+aan+de+piek+op+de+graek.+Er+komt+extra+veel+zuurstofrijk+bloed+naar+het+hersengebied,+doordat+er+meer+bloed+niet+enkel+achter+elkaar,+maar+ook+tegelijk+komt+toestromen+doordat+de+elasNsche+bloedvaten+iets+uitzeken.

Na+een+Njdje+heee+het+hersengebied+genoeg+zuurstof+gekregen,+waardoor+de+zuurstoeoevoer+zal+ dalen+ tot+ het+ beginniveau.+ De+ bloedvaten+ hebben+ echter+ meer+ Njd+ nodig+ om+ tot+ hun+oorspronkelijke+ vorm+ terug+ te+ keren,+ waardoor+ er+ nog+ een+ Njdje+ zuurstofarm+ bloed+ blije+ziken.+Hierdoor+daalt+het+BOLD9signaal+tot+onder+het+beginniveau+totdat+de+bloedvaten+weer+hersteld+zijn.+

Om+de+fMRI9scan+uit+te+voeren+wordt+de+paNnt+in+de+scanner+geschoven+en+voert+Njdens+het+scannen+een+taak+uit.+Hierdoor+wordt+een+bepaald+hersenproces+geacNveerd.+De+paNnt+kan+zo+een+ sensorische,+motorische+of+ cogniNeve+ taak+uitvoeren.+Hoe+eenvoudiger+de+ taak,+hoe+gemakkelijker+voor+de+onderzoekers+om+na+te+gaan+welk+gebied+hierdoor+geacNveerd+wordt.+Daarna+ wordt+ de+ acNviteit+ vergeleken+ met+ de+ hersenacNviteit+ bij+ een+ controletaak+ of+controlecondiNe.+ Dit+ is+ een+ taak+ of+ condiNe+waardoor+ het+ te+ onderzoeken+ proces+ juist+ niet+wordt+ geacNveerd,+ vergelijkbaar+ met+ de+ neutrale+ elektrode+ bij+ een+ EEG+ (zie+ 2.3.1).+ De+acNviteit+van+beide+taken+wordt+vergeleken+door+een+computer+en+als+het+verschil+tussen+deze+twee+ acNviteiten+ in+ een+ bepaald+ hersengebied+ te+ groot+ is+ om+ toevallig+ te+ zijn,+ wordt+ het+opgelicht+op+de+scan.+Deze+ingekleurde+scan+wordt+dan+over+de+anatomische+MRI9scan+gelegd+om+ de+ acNviteit+ te+ linken+ aan+ het+ juiste+ gebied.+ De+ MRI9+ en+ fMRI9scan+ wordt+ gelijkNjdig+gemaakt,+aangezien+het+met+hetzelfde+apparaat+gebeurt.


Aneelding+23:+Het+BOLD9signaal


2.5.2.+ GEBRUIK+

Men+gebruikt+fMRI+om+te+onderzoeken+hoe+normale+en+aangetaste+hersenen+funcNoneren+en+om+de+potenNle+risico's+van+hersenoperaNes+na+te+gaan.+

FMRI+ speelt+ een+ grote+ rol+ in+ het+ in+ kaart+ brengen+ van+ de+hersenen.+ Men+ gaat+ specieke+ taken+ linken+ aan+ een+ bepaald+hersengebied+ door+ fMRI9scans+ uit+ te+ voeren.+ Zo+ kan+men+ een+proefpersoon+een+beeld+laten+zien+om+zo+via+fMRI+de+plaats+van+de+visuele+cortex+(achteraan+het+hoofd)+te+bepalen.+

Ook+wordt+ fMRI+ gebruikt+ om+ hersentumoren+ te+ onderzoeken,+aangezien+de+bloedtoevoer+naar+ tumoren+ verhoogt.+Dit+ is+ dan+duidelijk+zichtbaar+op+de+fMRI9scan.

Psychologen+ gebruiken+ fMRI+ om+ psychologische+ vraagstukken+op+ te+ lossen.+ Zo+ onderzoeken+ ze+ hoe+ mensen+ beslissingen+nemen,+hoe+men+kan+stoppen+met+een+bepaalde+verslaving+etc.+Hoewel+ sommige+ criNci+ scepNsch+ zijn+ dat+ een+ verhoogde+bloedtoevoer+in+bepaalde+hersengebieden+ook+iets+betekent+op+psychologisch+ gebied,+ zijn+ veel+ psychologen+ bezig+ met+ het+combineren+van+fMRI+en+data+over+gedrag+om+een+antwoord+te+vinden+op+deze+vragen.

De+ laatste+ Njd+ proteren+ ook+ verschillende+ bedrijven+ van+ de+funcNes+van+fMRI.+Ze+gaan+via+deze+scans+het+koopgedrag+van+klanten+onderzoeken+om+hierop+in+te+spelen.


Seiji+ Ogawa+ bedacht+ dat+ het+ verschil+ in+ de+magneNsche+ eigenschappen+ van+ zuurstofrijk+ en+zuurstofarm+ bloed+ kon+ worden+ gebruikt+ om+ MRI+ te+ verbeteren.+ In+ 1936+ ontdekte+ men+namelijk+dat+zuurstofrijk+bloed+diamagneNsch+is+en+dat+zuurstofarm+bloed+paramagneNsch+is.+Hierop+baseerde+Ogawa+zich+in+de+jaren+90+om+MRI+te+verbeteren+en+op+die+manier+fMRI+te+ontwikkelen.+MRI+kon+enkel+maar+de+structuur+van+de+hersenen+aneelden,+maar+hij+bedacht+dat+ de+ magneNsche+ eigenschappen+ van+ bloed+ ook+ meetbare+ verschillen+ het+ MRI+ signaal+veroorzaken+waarmee+de+hersenacNviteit+weergegeven+kon+worden.


Aneelding+ 24:+ Via+ fMRI+ kan+men+de+visuele+ cortex+bepalen.+Men+laat+een+proefpersoon+een+bee ld+ z ien+ waardoor+ d i t+hersengebied+rood+kleurt+op+de+scan.


+



BESLUIT+

Elke+ hersenscan+ heee+ een+ eigen+ geschiedenis+ en+ een+ specieke+ werking,+ wat+ ik+ in+ deze+scripNe+heb+proberen+weergeven.+Ik+heb+gemerkt+dat+het+soms+wel+ingewikkelder+in+elkaar+zat+dan+ik+had+gedacht,+maar+daarom+vind+ik+dit+onderwerp+des+te+interessanter.++

De+geschiedenis+van+hersenonderzoek+ is+heel+ lang,+minstens+5000+ jaar.+Om+van+bij+de+oude+Egyptenaren+ tot+ fMRI+ te+ komen,+ heee+ men+ veel+ nieuwe+ technieken+ moeten+ ontwikkelen.+Hierin+hebben+vele+grote+wetenschappers,+zoals+Galenus,+Vesalius+en+Descartes,+een+grote+rol+gespeeld.+

Vandaag+ bestaat+ er+ een+ groot+ aanbod+ aan+ hersenscans+ om+ de+ aandoeningen+ paNnten+ te+helpen+bepalen+en+onderzoeken.+Deze+hebben+allemaal+een+specieke+werking+en+gebruik+en+kunnen+opgedeeld+worden+in+2+soorten,+namelijk+structurele+en+funcNonele+hersenscans.



BIBLIOGRAFIE+

Aneeldingen+ Titelblad:+DUSKO,+K.,+IMAGING OF COMMON NEUROLOGICAL DISORDERS+(hkp://

www.imscns.com/assets/userles/images/Congress/workshops/225598357_2f9c1268d7.jpg)+

1:+WILKINS,+R.H.,+Neurosurgical Classic-XVII Edwin Smith Surgical Papyrus+(hkp://www.neurosurgery.org/cybermuseum/pre20th/images/papyrus1.gif)+++

2:DENS,+A., Patintinformatie en CT-scan+(hkp://users.telenet.be/alain.dens/ct9scanner.jpg)++

3:+BLOZIE,+K., Glioma life expectancy (prognosis) and new treatments+(hkp://trialx.com/curetalk/wp9content/blogs.dir/7/les/2011/10/Glioma.jpg)++

4:+BIJWAARD,+H.,+en+STOOP,+P.,+Ontwikkelingen in de Computer Tomografie (hkp://nobelprize.org/medicine/laureates/1979/hounseld9lecture.pdf)++++

5+t.e.m.+12:+BLINK,+E.,+MRI: Principes+(hkp://www.mri9physics.net/bin/mri9physics9nl9rev1.3.pdf)++

13:+HUSNEY,+A.,+Multiple Sclerosis Health Center+(hkp://img.webmd.com/dtmcms/live/webmd/consumer_assets/site_images/media/medical/hw/h9991221.jpg)++

14:+DEPASSE,+H.,+Nucleaire geneeskunde+(hkp://www.centreducancer.be/assets/Pet%20Ct%20Philips_redim.jpg)+

15:+PET-scan (VWO 2 2004-I)+(hkp://s39eu9west91.amazonaws.com/natuurkunde9assets/content_les/les/3786/original/supportBinaryFiles_referenceId_1_supportId_421062?1410264275)++

16:+MARSHALL,+R.,+New Diagnostic Tools May Change the Definition of Alzheimer's Disease (hkp://doctorslifemag.com/Avid%20compositeweb.jpg)++

17:+WHITE,+S.+L.,+Quality Assurance Testing of Gamma Camera and SPECT Systems (hkp://www.aapm.org/meeNngs/amos2/pdf/42911975951719379.pdf)++

18:++TRILLER,+S.,+Epilepsy Facts+(hkp://www.bsp.brain.riken.jp/Photos/EEG%20AcquisiNon%209%20%20649QuickCap%20NeuroScan%20+%202569Geodesic%20Net%20EGI%209%20LABSP,%20BSI,%20Riken.jpg)++

19:+DONNERS,+H.,+EEG hersenscan een simpele uitleg+(hkp://www.neurowiki.nl/wp9content/uploads/2011/07/EEG2.gif)++

20:+STROOBANDT,+D.,+Spikedetectie in EEG-signalen met Reservoir Computing+(hkp://telin.ugent.be/~mm/OCE_scripNes_200692007/ScripNesElektrotechniek_les/eeg.png)+

21:+PRYOR,+J.,+McGovern Institute to acquire new brain imaging technology (2010030910404891_0.jpg)++

22:+(hkp://nl.dreamsNme.com/royalty9vrije9stock9foto9s9structuur9van9menselijke9hemoglobine9image34873928)++

23:+PRINCEN,+M.,+fMRI+(hkp://www.brainmakers.nl/wp9content/uploads/bold.png)++ 24:+DEVLIN,+H.,+What is Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI)?+(hkp://

psychcentral.com/lib/img/fmri_scan.jpg)+



Boeken+ SITSKOORN,+M.,+Het maakbare brein,+Bert+Bakker,+Amsterdam,+2006,+p.+44+en+p.+93.

ArNkels+ GROSS,+C.,+Neuroscience, Early History of.+Internet,+1987,+p.+8439846+(hkps://

www.princeton.edu/~cggross/Hist_Neurosci_Ency_neurosci.pdf)+

Internetsites+ AZ+Damiaan,+Lichaamsfuncties in beeld NUCLEAIRE GENEESKUNDE.+Internet+december+

2013+(hkp://www.azdamiaan.be/UserFiles/File/nieuwsbrief%20huisartsen/1312%20nucleaire.pdf)+

BERVOETS,+C.,+Geschiedenis van de neurowetenschap.+Internet+21+januari+2015+(hkp://www.drbervoets.be/onderzoek.asp?rubriekId=1831&taal=nl)+

BIJWAARD,+H.,+en+STOOP,+P.,+Ontwikkelingen in de Computer Tomografie.+Internet,+2006+(hkp://rivm.openrepository.com/rivm/bitstream/10029/7227/1/265021004.pdf)+

BLINK,+E.,+MRI: Principes.+Internet,+januari+2000+(hkp://www.mri9physics.net/bin/mri9physics9nl9rev1.3.pdf)+

BOCKISH,+A.+en+ANTOCH,+G.,+PET/CT and SPECT/CT an overview of the technologies and their applications.+Internet+25+maart+2015+(hkp://www.ihe9online.com/feature9arNcles/petct9and9spectct9an9overview9of9the9technologies9and9their9applicaNons/index.html)+

BOS,+R.,+Medische toepassing: MRI.+Internet+20+februari+2015+(hkp://www.natuurkunde.nl/arNkelen/view.do?supportId=145582)+

DEVLIN,+H.,+What is Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI)?+Internet+30+januari+2013+(hkp://psychcentral.com/lib/what9is9funcNonal9magneNc9resonance9imaging9fmri/0001056)+

DEMITRI,+M.,+Types of brain imaging techniques.+Internet,+30+januari+2013+(hkp://psychcentral.com/lib/types9of9brain9imaging9techniques/0001057)+

DONNERS,+H.,+EEG hersenscan een simpele uitleg.+Internet,+1+juli+2011+(hkp://www.neurowiki.nl/?p=323)+

JASZCZAK,+R.J.,+The early years of single photon emission computed tomography (SPECT): an anthology of selected reminiscences.+Internet+20+juni+2006+(hkp://www.sprmn.pt/pdf/pmb6_13_r07_SPECT_(RJ_Jaszczak).pdf)+

LINDNER,+B.,+Nucleaire geneeskunde: de PET-scan.+Internet,+7+februari+2015+(hkp://www.natuurkunde.nl/arNkelen/705/nucleaire9geneeskunde9de9pet9scan)+++

Lissencephaly+Netwerk,+Hersenonderzoek.+Internet,+21+augustus+2006+(hkp://www.lissencephaly.nl/aanverwant/hersenonderzoek.htm)+

PRINCEN,+M., fMRI.+Internet,+24+februari+2015+(hkp://www.brainmakers.nl/terms/fmri/)

ROMANOWSKI,+P.,+EEG machine.+Internet,+9+augustus+2012+(hkp://www.madehow.com/Volume97/EEG9Machine.html)+

VAN+ATTEVELDT,+N.,+Hersenscans, wat meten ze nou precies? Internet+19+juni+2013+(hkp://www.kennislink.nl/publicaNes/hersenscans9wat9meten9ze9nou9precies)+



VAN+DE+GRIND,+W.,+en+LOKHORST,+G.,+Het brein te kijk: verkenning van de cognitieve neurowetenschappen, hoofdstuk 9: hersenen en bewustzijn: van pneuma tot grijze massa.+Internet,+1999,+p2179246+(hkp://pneuma.nl/pages/grindlokhorst.pdf)+

VAN+DONSELAAR,+W., MRI scan.+Internet,+4+mei+2014+(hkp://www.dokterdokter.nl/aandoening/mri9scan/)+

VERPLAETSE,+J., Het morele brein: van sciencefiction tot hersenwetenschap.+Internet,+december+2007,+p.5915+(hkp://www.demens.nu/export/sites/default/nl/PublicaNes/antenne/Neurowetenschappen.pdf)+

WHITE,+S.,+SPECT.+Internet+25+maart+2015+(hkp://www.imagewisely.org/imaging9modaliNes/nuclear9medicine/arNcles/spect)

WILKINS,+R.H., Neurosurgical Classic-XVII Edwin Smith Surgical Papyrus.+Internet,+21+maart+2015+(hkp://www.neurosurgery.org/cybermuseum/pre20th/epapyrus.html)++


Tekst in Scriptiesjabloon

Documents

Transcript of Tekst in Scriptiesjabloon