Das Nervensystem und insbesondere das Gehirn sind weit weniger als andere Organe für sogenannte invasive Untersuchungsmethoden zugänglich. So sind beispielsweise Gewebeentnahmen aus Gehirn oder Nervensystem mit einem hohen Risiko behaftet. Um Veränderungen an der Gewebestruktur (beispielsweise größere Hirntumoren, Einblutungen nach einem Schlaganfall) nachzuweisen, wird in der Regel eine Röntgen-Computertomographie oder Magnetresonanztomographie durchgeführt. Um hingegen Stoffwechselstörungen und andere Krankheiten des Gehirns nachzuweisen, werden nuklearmedizinische Verfahren benötigt. Wichtige Krankheitsfelder, auf denen die Nuklearmedizin über etablierte Verfahren verfügt, sind Demenzen, Epilepsie und Hirntumoren, aber auch die oft lebensrettende Schlaganfallakutdiagnostik, entzündliche Hirnerkrankungen und psychische Krankheiten wie etwa Depressionen.
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