Auswirkungen der Magnetresonanztomografie auf die Elektrophysiologie des motorischen Kortex: eine Studie mit transkranieller Magnetstimulation

Zusammenfassung

Ziel: Mit der zunehmenden Verbreitung von MRT-Geräten immer höherer Feldstärken ist der Sicherheitsaspekt der Untersuchung wieder mehr in den Vordergrund gerückt. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob sich mithilfe transkranieller Magnetstimulation (TMS) Veränderungen der Exzitabilität des motorischen Kortex nach einer Untersuchung im MRT bereits bei 1,5 Tesla (T) nachweisen lassen. Material und Methoden: Bei 12 männlichen Rechtshändern wurde zunächst mit Hilfe transkranieller Magnetstimulation die individuelle Reizschwelle für motorische Antworten und die Dauer der postexzitatorischen Inhibition (Silent Period) bestimmt. Anschließend erfolgte eine Untersuchung des Neurokraniums im MRT (Siemens Avanto, 1,5 T) für insgesamt 63 min. Es wurden hierbei klinische Gradienten- und Spinechosequenzen durchgeführt. Unmittelbar nach der MR-Untersuchung und nach weiteren 10 min wurden diese elektrophysiologischen Parameter erneut überprüft. Als Kontrollbedingung lagen die 12 Probanden 63 min im Scanner ohne Durchführung von Messsequenzen und 63 min auf einer Liege ohne Kontakt zum Scanner. Ergebnisse: Bei allen Probanden zeigte sich unmittelbar nach der MRT-Untersuchung eine signifikante Verlängerung der Silent Period, die nach 10 min wieder zum Ausgangswert tendierte. Die motorische Reizschwelle war unmittelbar nach der Untersuchung signifikant angehoben und normalisierte sich nach 10 min ebenfalls. Bei den Kontrollbedingungen zeigte sich kein signifikanter Effekt. Schlussfolgerung: Die MRT-Untersuchung führt am motorischen Kortex zu einer passageren Verlängerung der Silent Period und zu einer vorübergehenden Erhöhung der Reizschwelle. Dieser Effekt scheint aber nicht mit dem statischen Magnetfeld zusammenzuhängen.

Abstract

Purpose: The increasing spread of high-field and ultra-high-field MRI scanners encouraged a new discussion on safety aspects of MRI examinations. Earlier studies report altered acoustically evoked potentials. This finding was not able to be confirmed in later studies. In the present study transcranial magnetic stimulation (TMS) was used to evaluate whether motor cortical excitability may be altered following MRI examination even at field strength of 1.5 T. Materials and Methods: In 12 right-handed male volunteers individual thresholds for motor responses and then the length of the post-excitatory inhibition (silent period) were determined. Subsequently the volunteers were examined in the MRI scanner (Siemens Avanto, 1.5 T) for 63 minutes using gradient and spin echo sequences. MRI examination was immediately followed by another TMS session and a third 10 minutes later. As a control condition, the 12 subjects spent one hour in the scanner without examination and one hour on a couch without the presence of a scanner. Results: After MRI examination, the silent period was significantly lengthened in all 12 subjects and then tended to the initial value after 10 min. Motor thresholds were significantly elevated and then normalized after 10 minutes. No significant effects were found in the control conditions. Conclusion: MRI examination leads to a transient effect on motor cortical excitability indicated by elongation of the post-excitatory inhibition and to an increase in motor thresholds in some subjects. These effects do not seem to be associated with a static magnetic field.

Key words

MR imaging - biological effects - cortical excitability - TMS

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