MR-basierte morphometrische Analyse struktureller Veränderungen nach zerebralen Ischämien:
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2008
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis 6
Tabellenverzeichnis 6
Zusammenfassung 7
1 Einleitung 9
1.1 Schlaganfall 9
1.1.1 Epidemiologie 9
1.1.2 Einteilung 9
1.1.3 Therapie 10
1.1.4 Rehabilitation 12
1.2 Zerebrale Plastizität nach Schlaganfall 13
1.3 MR-Morphometrie 15
1.3.1 Deformationsbasierte Morphometrie des Gehirns 17
1.3.2 Volumetrie zerebraler Läsionen 19
1.4 Validierung der Methode 19
1.5 Ziele der Arbeit 20
2 Methode 21
2.1 Patienten 21
2.2 MRT-Datensätze 22
2.3 Lagerungsstudie 22
2.3.1 Gesunde Probanden 22
2.3.2 Lagerung im MRT 22
2.4 Qualität der 3D-Volumendatensätze 23
2.5 Datenanalyse 24
2.6 Deformationsbasierte Morphometrie (DBM) 24
2.6.1 Verwendete Software und Übersicht der Arbeitsschritte 24
2.6.2 Vorverarbeitung der Datensätze 25
2.6.3 Segmentierung gepeelter, alignierter Datensätzen 29
2.6.4 Erstellen von Oberflächen 31
2.6.5 Registrierung 32
2.6.6 Intensitätskorrektur alignierter Bilder 35
2.7 Brain Boundary Shirt Integral (BBSI) 37
2.7.1 Algorithmus 37
2.8 Volumetrie 38
2.8.1 Region-of-Interest Analyse 38
2.9 Neurologische Untersuchung 38
2.9.1 National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) 39
2.9.2 Modifizierte Rankin-Skala 40
2.9.3 Barthel-Index 40
3 Ergebnisse 41
3.1 Ätiologie und Lokalisation der Schlaganfälle 41
3.2 Deformationsfeldanalyse 43
3.2.1 Validierung der Methode bei gesunden Probanden 43
3.2.2 Ergebnisse der Patienten mit Schlaganfall 48
3.2.2.1 Subkortikaler Infarkt im Bereich des Mediastromgebietes 51
3.2.2.2 Kortikaler Infarkt im Bereich des Mediastromgebiets 55
4
Inhaltsverzeichnis
3.2.2.3 Infarkt im hinteren Stromgebiet 59
3.3 Brain Boundary Shift Integral 61
3.4 DBMundBBSI 66
3.5 Ergebnisse der ROI-Analyse 66
3.5.1 Quantifizierung der Läsionsvolumina 66
3.5.2 Visualisierung der Läsionen 67
4 Diskussion 68
4.1 Validierung der Methode 68
4.2 Langzeitveränderungen nach einer zerebralen Ischämie 69
4.2.1 Lokale Veränderungen 69
4.2.2 Kortikale Atrophie ipsilateral zur Läsion 71
4.2.3 Lokalisationsabhängigkeit der Veränderungen 72
4.2.4 Methodische Limitierung der Verlaufsuntersuchungen 73
4.2.5 Vergleich von BBSI- und DBM-Analyse 74
4.2.6 Volumetrie der Läsionen 75
4.3 Bewertung der Ergebnisse 76
4.4 Ergebnisse anderer Studien im Vergleich 78
4.5 Limitationen der Studie 83
4.6 Perspektiven 84
4.7 Schlußfolgerungen 86
5 Literatur- und Quellenverzeichnis 88
6 Anhang 98
Tabellarischer Lebenslauf 102
Danksagung 104
Ehrenwörtliche Erklärung 105
5
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Algorithmus der DBM. 25
Abbildung 2: Ausrichtung der Datensätze anhand der vorderen und hinteren Kommissur 27
Abbildung 3: Beispiel eines alignierten Datensatzes nach der Alignierung mit Peeling 28
Abbildung 4: Intensitätshistogramm 30
Abbildung 5: Beispiel einer Segmentierung 31
Abbildung 6: Rekonstruierte Kortexoberfläche 32
Abbildung 7: Auswirkung einer Intensitätskorrektur 36
Abbildung 8: Axiales Deformationsfeld bei Lagewechsel von rechts nach links 45
Abbildung 9: Vektorfeld koronar bei Lagewechsel von rechts nach links 47
Abbildung 10: Morphologische Veränderungen bei einer kleinen subkortikalen Läsion im subakuten
Stadium 57
Abbildung 11: Größere subkortikale Läsion - Gehirndeformationen im Verlauf eines 1A Jahres im
Vergleich zum Akutstadium (Patient Nr. 8 aus Tabelle 3) 53
Abbildung 12: Größere subkortikale Läsion - Gehirndeformationen im Verlauf eines Jahres im
Vergleich mit dem Akutstadium (Patient Nr. 8 aus Tabelle 3) 54
Abbildung 13: Deformationen eines kortikalen Infarktes (6 Monate nach Akutereignis) in axialer
Ansicht 56
Abbildung 14: Deformationen eines kortikalen Infarktes (12 Monate nach Akutereignis) in axialer
Ansicht 57
Abbildung 15: Deformationen eines kortikalen Infarktes (24 Monate nach Akutereignis) in axialer
Ansicht 58
Abbildung 16: Kortikaler Infarkt in koronarer Ansicht. 59
Abbildung 17: Veränderungen der Kortexoberfläche nach circa 3 Jahren bei Patient Nr. 11 mit einem
Posteriorteilinfarkt rechts 60
Abbildung 18: Vektorfeld im Verlauf nach 2 und 3 Jahren jeweils im Vergleich zum Akutereignis 61
Abbildung 19: BBSI im Verlauf von 6,12 und 24 Monaten jeweils im Vergleich zum Akutereignis bei
Patienten Nr. 8 mit einem subkortikalen Infarkt der äußeren Kapsel und Corona radiata links 62
Abbildung 20: BBSI mit Zeichen einer kortikalen Atrophie im Verlauf von 6,12 und 24 Monaten jeweils
im Vergleich zum Akutereignis bei Patienten Nr. 8 mit einem subkortikalen Infarkt links 63
Abbildung 21: BBSI bei Patienten Nr. 12 mit einem kleinem kortikalen Infarkt im Gyrus präcentralis
rechts im Verlauf von 6,12 und 24 Monaten im Vergleich zum Akutereignis 64
Abbildung 22: BBSI bei einem Posteriorteilinfarkt mit Beteiligung des Thalamus bei Patient Nr. 11 im
zeitlichen Verlauf von 1, 2 und 3 Jahren durch Vergleich mit dem Akut-MRT. 65
Abbildung 23: Beispiel eines subkortikalen Infarkts links (Patient Nr. 8) 67
Abbildung 24: Beispiel eines kortikalen Infarkts rechts (Patient Nr. 13) 67
Abbildung 25: Beispiel eines Posterior-Infarkts (Patient Nr. 11) 67
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Patienten und Infarktlokalisation 41
Tabelle 2: Patientendaten 42
Tabelle 3: Ergebnisse der verschiedenen Analysen im intraindividuellen Vergleich 49
Tabelle 4: Ergebnisse der Deformationsfeldanalyse und des Brain Boundary Shift Integrals 66
6
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