Modellierung transkranieller Magnetfeldstimulation

Entwicklung hochgenauer Lokalisierungs- und Mappingstrategien im Bereich der transkraniellen Magnetfeldstimulation, die im Gebiet der präoperativen Planung von Hirntumoroperationen eingesetzt werden können.

Das Thema des Projektes ist die nicht-invasive Stimulation des Gehirns mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS). Dieses Verfahren wird unter anderem im Rahmen präoperativer Untersuchungen zur Planung des operativen Zugangsweges im Fall von komplizierten Hirntumoren eingesetzt. Ziel ist es, wichtige Hirnareale, die während der OP geschützt werden müssen gezielt zu identifizieren. Da sich die Beziehung zwischen Struktur und Funktion des Gehirns bei verschiedenen Personen stark unterscheidet, wird ein Verfahren benötigt, dass dies auf individueller Ebene leistet.

Wir kombinieren TMS induzierte Verhaltensdaten mit den im Gehirn induzierten elektrischen Feldern und schließen somit auf die durch TMS hervorgerufenen Effekte im Gehirn. Dabei konzeptionieren wir neuartige Messabläufe die ein wesentlich genaueres und zugleich effizienteres Kartieren der Hirnfunktionen ermöglicht. Die Ansätze ermöglichen die Lokalisierung einzelner Hirnfunktionen für jeden Menschen individuell und stellen somit ein potentielles Schlüsselwerkzeug für die präoperative Planung von Hirntumoroperationen in der Zukunft dar.

Die Abbildung zeigt ein dreidimensionales realistisches Kopfmodell mit Hilfe dessen die induzierte elektrische Feldverteilung im Gehirn während der TMS Stimulation berechnet wird. Die grüne Punktwolke stellt magnetische Dipole dar, die zur Modellierung der TMS Spule verwendet werden.
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