MAGNETENCEFALOGRAFI MEG Åsa Bengtlars Medicinska Bilder Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Vad skall jag gå igenom? Vad är MEG ? Historia Teknik Bildåtergivning Användningsområden, Undersökningen Risker och säkerhet Ekonomi Fördelar/Nackdelar Framtid Sammanfattning Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Vad är MEG? Magnetencefalografi MEG kan registrera de ändringar i magnetfält som genereras utav aktionsströmmar i våra hjärnor. MEG är nära besläktat med EEG-metodiken (Elektroencefalografi) Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Historia Den första MEG- utrustningen användes på ”The University of Illinois” av fysikern David Cohen, år 1968 Vid denna tid användes en kopparinduktor Tyvärr gav inte mätningen så bra resultat som önskades då kopparinduktorn inte var tillräckligt känslig. Bättre avskärmade rum konstruerades och en bättre teknik utvecklades genom att använda annan typ av detektor i form av SQUID-detektorer (Super Conducting Quantum Interference Device). Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Teknik Känslig utrustning behövs! Varför? Fältstyrkan från människohjärnans nerströmmar uppgår till 0,1 ρT (T=Tesla). Det jordmagnetiska fältet uppgår till ca 50µT (jordmagnetiska fält är ca 10^9 gånger större) Mättekniken bakom MEG byggs på en kvantmekanisk princip. Detektorerna som används vid undersökning kallas SQUID (Super Conducting Quantum Interference Device), Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Teknik SQUID (Super Conducting Quantum Interference Device) Elektroderna består av de känsligaste detektorer för magnetfält som existerar. Elektroder innehåller kvicksilver som kyls ner med hjälp av helium till -269 grader som gör att dem blir supraledande. Strömmen genom en SQUID förändras sedan utav de mycket små förändringarna i det magnetiska flödet. Sensorerna byggs sedan ihop till en så kallad gradiometer som var och en är kopplad till en SQUID. En gradiometer mäter gradienten, d.v.s. en förändringshastighet i magnetfältet. Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Teknik En modern MEG utrusning har hundratals sensorer som mäter hjärnans aktivitet. MEG-signalerna som mäts uppkommer från nettoeffekten av joniska strömmar i dendriter av en nervceller vid synaptiska transmissioner. En elektrisk ström kommer då producera ett ortogonalt magnetfält som går att orientera. Det är detta område som vid undersökning kommer att mätas. Dessa nettoströmmar kan ses som elektriska dipoler. För att en signal skall genereras och sedan kunna detekteras behövs cirka 50.000 aktiva nervceller . Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Teknik Avskärmade rum måste nyttjas med aluminium och metall- isolation, för att minska högfrekventa och lågfrekventa brus Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Bildåtergivning Sammanställning av informationen sker från alla SQUID som sedan med hjälp av datateknik kan framställa en bild av aktionsströmmarnas utbredning i hjärna. MEGs rådata presenteras ofta som tidsberoende signaler, ordnade i en topografisk layout. Sedan med hjälp av avancerad matematik räknas ”källan”/”referenspunkten” av de data som fångas upp via SQUID signaler. Med MEG-tekniken fås egentligen inte någon tydlig strukturell eller anatomisk information utan metoden måste kompletteras med Magnetresonastomografi. Bilden visar rekonstruktion av MEG. Signalkällan approximeras med hjälp av en dipol. Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Bilden visar tolkning av MEG Bilden visar tolkning av MEG. De två översta bilderna är uppmätta signaler med MEG. De två nedersta är själva rekonstruktionen som är överlagt på MR-bild. Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Användningsområden Diagnostiskt verktyg: epilepsi och för att lokalisera epileptisk fokus demens Inför avancerade hjärnoperationer forskning Används ofta i samband med annan utrustning exempelvis EEG och MRI Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Undersökningen MEG-undersökningen är nära besläktad med hårbotten EEG. Mindre krävande för både operatören och patienten. Kort ställtid. Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Risker och säkerhet inga risker med MEG-tekniken. Obs! Tekniken används ofta i samband med annan utrustning vilket gör att risker relaterade till andra områden måste då tas i beaktning. Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Ekonomi En magnetencefalograf kan kosta runt 30 miljoner kronor att köpa. 2 miljoner i underhåll. Exempelvis är flytande helium mycket dyrt. Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

För – och nackdelar Fördelar + behöver ej arbeta med en referens (som EEG behöver) + bättre upplösning (än EEG) + bra rumslig upplösning + lokalisera elliptiska fokus som ej EEG lyckas med + det magnetiska fältet påverkas inte heller i mellanliggande vävnader. + stor precision (mäter med en millisekund precision) + Icke inovasiv + kan mäta aktivitet i hjärnans ”veck” Nackdelar - Dyr - Inköpspriset (ca 30 miljoner) är förhållandevis mycket högt och utrustningen är också dyr att underhålla. - Den behöver också kompletteras med annan typ av utrustning såsom exempelvis MR [5, 6, 11]. Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Framtid MEG-tekniken är fortfarande under utveckling och används idag mestadels för forskning. Dagens teknik inom MEG bygger på lågtempererade SQUID högtempererade där -196 grader räcker för nedkylning. dessa är otroligt svårkonstruerade genererar en hög brusnivå som är svårhanterlig. metoden med högtempererade SQUID gör att det behövs mindre isolering mellan sensorn och patienten. Sensorn har då en kortare sträcka till hjärnvävnaden som i sin tur resulterar i en bättre bild av hjärnaktiviteten. I och med detta nås helt enkelt en bättre precision. Resultatet av att forskarna lyckas komma närmre hjärnaktivitet har gjort att hjärnsignaler som aldrig kunnat avläsas har hittats, vilket är revolutionerande. Nedkylningen med flytande kväve istället  billigare och möjliggör också en utrustning som mer är lätthanterlig. Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Framtid NKs (Nya Karolinska Solna) forskningsbyggnad: ” I NKS nya forskningsbyggnad finns avancerade laboratorier och utrustning av molekylär, strukturell och funktionell avbildning på både människa och försöksdjur, bland annat inkluderande cyklotron, radiokemi, PET, MRI och MEG” Källa: http://www.nyakarolinskasolna.se/Global/Dokument/NKS%20Designbok_dec2011.pdf Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Sammanfattning Vad är MEG? Typ av strålning? Farlig eller inte? MEG kan registrera de ändringar i magnetfält som genereras utav aktionsströmmar i våra hjärnor. Tekniken är passiv.   Typ av strålning? Ingen strålning används, magnetiska flödet registreras Farlig eller inte? ofarlig Vad mäter man? magnetiska flödet Vilken typ av sensorer används? SQUID Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Sammanfattning Hur fångar sensorerna signalerna och omvandlar dem till digitala? MEG-signalerna som mäts uppkommer från nettoeffekten av joniska strömmar i dendriter av en nervceller vid synaptiska transmissioner. En elektrisk ström kommer då producera ett ortogonalt magnetfält som går att orientera. Det är detta område som vid undersökning kommer att mätas. Dessa nettoströmmar kan ses som elektriska dipoler. För att en signal skall genereras och sedan kunna detekteras behövs cirka 50.000 aktiva nervceller. Sammanställning av informationen sker från alla SQUID som sedan med hjälp av avancerad datateknik och med hjälp av MR kan framställa en bild av aktionsströmmarnas utbredning i hjärnan. Vilken typ av information fås: anatomisk struktur och/eller fysiologisk funktion/aktivitet? Fysiologisk funktion/aktivitet Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002

Frågor. Tack för visat intresse. Filmer: - Neuromag http://www. elekta Frågor? Tack för visat intresse! Filmer: - Neuromag http://www.elekta.com/healthcare-professionals/products/elekta-neuroscience/elekta-triux.html?utm_source=neuromag&utm_medium=redirect&utm_campaign=redirects - MEG-mri https://www.youtube.com/watch?v=wRmrvw3ZCLs Åsa Bengtlars Medicinska bilder HL1002