Ändringar efter granskning:
1. Datum för hämtning av internetkällorna är nu tillagda.
2. Har lagt till mellanrum i avsnitt 3 då granskaren tyckte att det var en lång text,
vilket kunde upplevas skönare för ögonen att ha mellanrum.
3. Granskaren vill ha en sidhänvisning vilket skrivaren kommer att lägga till
som slutjustering efter sista granskning, då eventuella ändringar kan kommas att
göras under granskningens gång.
Granskarens kommentarer:
Jag anser att det var en lättläst rapport som inte innehöll större svårigheter. Eftersom den var
så bra som den var finns det endast småsaker jag skulle vilja påpeka som jag tror skulle få
rapporten att se lite bättre ut. I avsnitt 3 är det en lång text utan mellanrum, det skulle vara
skönt för ögonen att ha det. Vill även påpeka att det inte finns datum efter internetkällorna
som det brukar finnas. Sist men inte minst skulle jag jättegärna vilja se en sidhänvisning,
rapporten skulle då få en 5a av mig. Jättebra rapport i övrigt. Bra jobbat!
Ändringar efter granskning
1. Meningsbyggnader och grammatik har ändrats efter kommentarer
2. Mer information har letats men utan resultat.
3. Ändrat på om MEG-tekniken är bättre ensamt eller inte då jämförelserna uppfattades som
svåra att följa med.
4. Granskaren kommenterar att rapportskrivaren inte kan dra slutsatsen att MEG är ett litet
område jämfört med andra metoder. Det rapportskrivaren menar är att MEG är ett litet område
då det inte är vanligt, finns inte i Sverige och används överlag inte så mycket jämfört med de
stora vanligt MR, röntgen och övriga. Har ändrat lite på den delen.
5. Granskaren kommenterar att sammanfattningen inte ger en riktigt hel sammanfattning av
rapportens innehåll. Rapportskrivaren tycker dock att sammanfattningen inte ska göra det,
utan ta med de viktigaste och väcka nyfikenhet hos eventuella läsare för att sedan läsa vidare.
Rapportskrivaren har därför inte ändrat något i den punkten.
Magnetencefalografi
MEG
Uppgiftsnummer 11
Sammanfattning:
Magnetencefalografi (MEG) är en avbildningsmetod för att mäta de magnetfält i strömmarna
som uppstår av aktionspotentialerna från cellernas elektriska aktiviteter i hjärnan. Patienten
utsätts inte för någon joniserad strålning samtidigt som det är en non-invasiv metod. MEG
används tillsammans med elektroencefalografi (EEG) och magnet resonanstomografi (MR)
för att få en komplett diagnostisk bild av hjärnaktiviteten. Med hjälp av detektorer, SQUID, så
detekteras förändringarna i strömmarna från ändringar i magnetfälten. MEG används för att
diagnostisera epilepsi, migrän eller för planerade operationer. Tekniken har en stor precision
och hög upplösning men är mycket dyr i inköp och i drift.
1. Introduktion
I denna rapport kommer magnetencefalografi (MEG) undersökas. MEG-tekniken används
inom neurologi i huvudsak för att kunna detektera epilepsi [1]. Men tekniken används även
för att detektera migrän eller för planerade operationer [2]. Denna teknik används för att
kunna få en avbildning av hjärnans elektrofysiologi [2]. Registrering sker i kombination med
elektroencefalografi (EEG) som mäter hjärnans elektriska aktivitet och magnetisk
resonanstomografi (MR) [2]. Skillnaden är dock att med MEG-tekniken kan man komma
djupare i hjärnfårorna vilket man inte kan med EEG. Vilket leder till att enbart MEG-tekniken
är noggrannare än EEG, men dessa två tekniker används ändå tillsammans för en bättre
helhets diagnostik. Det är en non-invasiv avbildningssystem som inte kräver doser av farlig
strålning.
Bild 1 - Magnetencefalografi
2. Teknisk och fysikalisk princip
För att kunna använda sig av magnetencefalografi måste man förstå hur tekniken fungerar.
När hjärnans celler är i arbete uppkommer det aktionspotentialer (som uppstår från cellernas
och ledningsbanornas elektriska aktivitet) och ur dessa aktionspotentialer bildas det
aktionsströmmar som genererar magnetfält [2]. Ändringar i magnetfälten som uppstår
registreras [1] och kan därefter avbildas. Anledningen till registrering av magnetfält är att
fälten inte deformeras när de passerar vävnaderna och kan därmed registreras i sin rätta form.
Styrkan i fälten avtar dock desto längre avstånd ifrån källan [1]. Elektriska fält som används
vid EEG mäts radiellt men med MEG mäts fälten vinkelrät mot strömkretsarna [2].
För att kunna registrera dessa magnetiska fält krävs det detektorer som kallas gradiometrar
eller magnetometrar [2]. Dessa är uppbyggda av en mängd SQUID (Super conducting
Quantum Interference Device). SQUID:arna blir supraledande då kvicksilvret i en SQUID
kyls ner med hjälp av flytande helium till -269 grader Celsius [1]. Detekteringen, som sker
med hjälp av ett detektorhuvud med ca 150 SQUID-kanaler [2], registrerar strömmarnas
förändring då magnetfälten ändras [1].
Bild 2-Bild av en SQUID
Då dessa fältstyrkor som mäts i magnetfälten är mycket små, i storleksordning 0,1 pikoTesla
krävs det mycket känsliga detektorer [1] och speciella avskärmade rum för att inte
omgivningen ska störa registreringen.
Bild 3-Grundläggande principer
3. Signal- och bildinsamling
Som nämnt tidigare kombineras MEG tillsammans med EEG och MR för att få en komplett
analys. Detta sker genom att patienten ligger/sitter på en brits och MEG detektorerna på
huvud samtidigt som EEG registrering och MR sker. Ett exempel på en MEG utrustning vid
en undersökning kan vara att MEG har 306 st SQUID kanaler [3] plus en referens kanal,
samtidigt som EEG har 64 kanaler. Vid registreringen kan eventuellt stimuli användas
antingen visuellt, audiellt och/eller taktilt med hjälp av en stimuli dator och all dess data
registreras samtidigt i en arbetsdator [2]. Denna MEG teknik kan således vara passiv för
mätning av hjärnans normala aktivitet eller aktiv teknik då stimuli kan användas för att kunna
registrera förändringar i magnetfälten då stimuli har utnyttjats. För att kunna få optimala
förhållande är det viktigt att få bort ämnen som kan påverka MEG-utrustningen såsom
magnetiska ämnen, elektrisk utrustning och radiovågor därför är som nämnts tidigare det
avskärmade rummet mycket viktigt. Samtidigt måste en veckovis kontroll/kalibrering ske för
att mätningen ska vara så noggrann som möjligt [3].
En undersökning kan vara mellan 15 minuter upp till max 2 timmar. Olika samplingstider
används beroende på vad man vill mäta. Vanlig undersökning är mellan 290 till 12kHz,
stimulerade potentials undersökning mellan 290 till 600Hz och för epilepsi undersökningar
används samplingstider mellan 1kHz till 2kHz. Bandbredd som används är bandpass mellan
0.1 till 330Hz, vid hög magnetisk ljud används högpassfilter till 1Hz [3]. Hög magnetiskt ljud
uppkommer då MEG utrustningen används under undersökningen och uppkommer pga av
spolarna som hoppar till av de varierande strömmarna. Vid mätningen är det viktigt att hålla
huvudet på rätt plats då i motsats till MR kan inte MEG-tekniken mäta huvudets position,
dock har den speciella spolar lokaliserade på utmätta platser på skalpen.
4. Bildrekonstruktion och presentation
För att kunna rekonstruera signalkällan används inverstransformeringsalgoritmer efter att
källan har approximerats med en dipol [2]. Data som registreras examineras och eventuella
korrektioner, som till exempel huvudrörelser, sker för att få en tydligare bild som sedan
tillsammans med MR fås till en 3D bild kallad Magnetic Source Imaging (MSI).
Korrektionerna sker med hjälp av mjukvara i systemet som gör det automatiskt [3].
Hjärnans aktiviteter har olika längdvågor, alphavågor mellan 8-13 Hz, betavågor 13Hz,
thetavågor 4-8 Hz och deltavågor 1-4Hz. Vid MEG registrering kan man se de olika vågorna
och spikar som uppstår vid eventuella skador. Tillsammans med EEG registreringen mäts
amplituder och tider för att läsa av skador. Då enbart MEG-tekniken har bättre signal-till-brus
(SNR) förhållande kan man detektera spikar bättre än med enbart EEG [3].
Bild 4-MEG Avbildning
5. Bildkvalitet
Det som registreras är alltså aktionspotentialerna i hjärnans celler med hjälp av förändringarna
i magnetfälten. Upplösningen som fås är mellan 2-10mm [2]. Som nämnts tidigare används
MEG tillsammans med MR för att få en komplett bild av hjärnans struktur. Kvaliteten av
bilden beror därför på MR kameran. Signalerna som fås från MEG är vågorna som analyseras
för att se eventuella epilepsi spikar.
Bild 5a - MEG signaler vid en somatosensorisk stimuli Bild 5b - MEG signalerna tillsammans med MR
6. Kostnader, tillgänglighet och framtid
En MEG-utrustning kan kosta 350 000 kr/år, detta efter inköp av kameran till ett värde av 1520 Mkr samtidigt som ett skärmat rum kan kosta 5 Mkr. Varje undersökning kostar mellan
5000-10000 kr [2].
Enligt ett pressmeddelande från Chalmers universitet 2012 [4] finns inte denna utrustning i
Sverige. Karolinska Institutet har enligt detta pressmeddelande tagit beslut om att köpa en
MEG-utrustning för att satsa inom kognitiv neurovetenskap [4].
Framtiden inom MEG-tekniken som önskas är att SQUID:arna ska kunna användas i
rumstemperatur och användas i vanliga rum, dvs inga skärmade rum [2]. Enligt en grupp
forskare från Chalmers och Göteborgs universitet har man kommit ett steg närmare. Studien
gruppen har genomfört visar att sensorerna endast behöver kylas ner till -196 grader Celsius.
Detta leder till en ännu bättre högupplöst bild av aktiviteten i hjärnan då mindre isolering
krävs mellan patientens huvud och sensorerna. Billigare kan det bli genom att kyla ner med
flytande kväve istället för dagens flytande helium. Detta är under forskning enbart och
används ännu inte kommersiellt [4].
Bild 6 - Kanske de kan bli riktigt små??
7. Diskussion/Slutsats
Magnetencefalografi tillhör ett område inom medicinsk avbildning som är väldigt litet i
jämförelse med de vanligt standardmetoderna som till exempel MR eller röntgen. Denna
utrustning finns inte i Sverige och inte mycket information finns om detta ämne, vare sig i
kurslitteraturen eller i Internet. Det har därför varit svårt att hitta detaljerad information om
specifika delar av en MEG utrustning och därför påverkat negativt denna rapport. Det är dock
ett intressant ämne då det finns mycket att göra och tillsammans med annan utrustning få fram
mer specifik och detaljerad information om hjärnans aktivitet. MEG-tekniken gör att man kan
tränga in djupare i hjärnans utrymmen och användas på olika sätt såsom med eller utan
stimuli, som leder till att man kan undersöka olika fenomen. Att MEG-tekniken är en noninvasiv avbildningssystem som inte kräver att kroppen utsätts för strålning gör att det är en
mycket bra utrustning. MEG registrerar magnetfälten vilket är mycket positivt då fälten inte
ändrar form när den passerar vävnader, detta leder till att man får de exakta värden som
speglar sig i hjärnaktiviteten. Registreringen ger därmed hög upplösning och stor precision.
Den är dock mycket stor och det krävs mycket för att kunna använda sig av MEG utrustning
som till exempel ett avskärmat rum. Samtidigt som den är mycket dyr, både i inköp och
användning, vilket gör det till en nackdel. Likaså gör de små och svaga magnetfälten att det
krävs att kunna behandla signalerna på rätt sätt för att inte förlora data.
Magnetencefalografi är en mycket dyr utrustning och det krävs mycket för att få bra resultat.
Den är noggrann och har stor precision men MEG kräver MR och EEC för en komplett
diagnostik. Detta leder till att man måste tänka riktigt noga om man vill ha denna
avbildningsmetod och i vilket syfte. Den kräver ett skärmat rum vilket också kostar pengar.
För att MEG ska bli mer attraktivt måste kostnaderna ner.
9. Källkritik
Det har som nämnts varit svårt att få fram information. Det finns mycket förklaringar om vad
magnetencefalografi gör och vilken nytta, men inte mycket specifikt som de andra stora
område. Det finns ett antal företag som gör reklam för sin utrustning men inte mycket
information än vad som har skrivit i denna rapport.
Referenslista:
[1] Lindén M, Öberg P.Å, Jacobsons Medicin och Teknik, Studentlitteratur 2003
[2] Kurslitteratur http://medim.sth.kth.se/hl1002/kursmaterial/__GH-Ovrig-avbildning2009.pdf Hämtat 2016-04-08
[3] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4001226/ Hämtat 2016-04-08
[4] https://www.chalmers.se/sv/nyheter/Sidor/Avancerad-hjarnundersokning-kan-blibattre.aspx Hämtat 2016-04-08
Bildlista:
Bild 1: https://www.elekta.com/dam/jcr:fc69ad2d-2a6a-4485-807f-59c85d729014/NeuromagTriux-with-patient.jpg Hämtat 2016-04-08
Bild 2: http://www.uninet.edu/union99/congress/confs/mis/08Zouridakis.html Hämtat 201604-08
Bild 3: http://web.mit.edu/kitmitmeg/whatis.html Hämtat 2016-04-08
Bild 4: http://cis.legacy.ics.tkk.fi/aapo/papers/IJCNN99_tutorialweb/node34.html Hämtat
2016-04-08
Bild 5a: http://www.nmr.mgh.harvard.edu/meg/technologiesMEG.php Hämtat 2016-04-08
Bild 5b: http://www.nmr.mgh.harvard.edu/meg/technologiesMEG.php Hämtat 2016-04-08
Bild 6: https://simonbillyblue.wordpress.com/ Hämtat 2016-04-08
