Dokument: Metabolische Korrelate epileptogener
neuronaler Migrations- und Organisationsstörungen
in 18FDG-Positronen Emissions Tomographien vor und nach
Korrektur des Partialvolumeneffekts

Titel:	Metabolische Korrelate epileptogener neuronaler Migrations- und Organisationsstörungen in 18FDG-Positronen Emissions Tomographien vor und nach Korrektur des Partialvolumeneffekts
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2438
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20020307-000438-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Schüller, Michael Friedrich [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,31 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. med. Seitz, Rüdiger J. [Gutachter] Prof. Dr.-Ing. Herzog, Rüdiger [Gutachter]
Stichwörter:	Epilepsie,Dysplasie, NMOD, Migrationsstörung,Organsisationsstörung, Positronen EmissionTomographie, PET, Partialvolumeneffekt,Partialvolumenkorrektur, Epilepsiechirurgieepilepsy,epilepsia, dysplasia, migrational disorder,emission-computed tomography, partialvolume effect,partialvolume correction, epilepsy surgery
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Schüller, Michael Friedrich: Metabolische Korrelate epileptogener neuronaler Migrations- und Organsisations-Störungen in 18FDG-PET-Bildern vor und nach Korrektur des Partialvolumeneffekts M F. Schüller Einleitung: Neuronale Migrations- und Organsisationsstörungen (NMOD) sind häufige Ursachen fokaler Epilepsien. Abhängig von Größe, Form und Ausprägung kann ihre Darstellung in der 18FDG-Positronen Emissions Tomographie (PET), aber auch in der Magnet Resonanz Tomographie (MRT), schwierig sein. In dieser Studie wurden die metabolischen Charakteristika histologisch erwiesener NMODs mittels PET untersucht. Das Verfahren wurde wiederholt, nachdem der Partialvolumeneffekt in den PET-Daten, mittels struktureller MRT-Daten, korrigiert worden war. Die Ergebnisse wurden verglichen. Patienten: Untersucht wurden die Daten von 14 Patienten, die sich wegen pharmakoresistenter Epilepsien neurochirurgischen Eingriffen unterzogen und für deren Resektate eine NMOD histologisch gesichert wurde. Acht der Patienten waren männlichen, 6 weiblichen Geschlechts. Die ersten Anfälle wurden für die Zeit zwischen dem 3. Lebensmonat und dem 13. Lebensjahr dokumentiert. Keiner der Patienten hatte Fieberkrämpfe in der Krankengeschichte. Am Tag ihrer Operation waren die Patienten 5 bis 40 Jahre alt, die durchschnittliche Dauer zwischen dem ersten Anfall und der Operation betrug 15 Jahre. Elf der Patienten hatten präoperativ neurologische Defizite, dies schließt 9 Patienten mit mentaler Retardierung bzw. kognitiven Teilleistungsstörungen ein. Methoden: Unter Anwendung binärer Masken wurden 3D-FLASH MRT-Bilder und PET-Bilder für den Pixel-zu-Pixel-Vergleich koregistriert. Die Graustufenwerte der MRT-Bilder wurden durch lineare Skalierung in den drei Raumachsen homogenisiert. Zur Korrektur (PVC) des Partialvolumeneffektes wurden die MRT-Bilder für die Kompartimente graue Substanz, weiße Substanz und Liquor probabilistisch segmentiert und aus den segmentierten MRT-Daten PET-Scans simuliert. Der Vergleich zwischen der PET-Simulation und dem segmentierten MRT wurde als Korrekturmatrix auf das originale Patienten-PET angewandt. Die lokale Auswertung des regionalen zerebralen Glukosemetabolismus (rCMRGlu) erfolgte nach Definition der Regions of Interest (ROI) in den MRT-Bildern und Koregistrierung binärer Läsionsmasken mit der PET. Die Anfälle waren durch eine komplexe Semiologie mit 8x tonischen, 3x psychomotorischen, 2x hypermotorischen und im Falle eines Patienten sehr variablen Anfallseinleitungen charakterisiert Ergebnisse: Bei 6 der Patienten stellten sich die NMODs in den MRT-Bildern erkennbar dar und zudem fanden sich ausgedehnte hypometabole Areale in den ursprünglichen PET-Bildern. In diesen Fällen führte die PVC zur verbesserten visuellen Abgrenzbarkeit der Läsionen vom gesunden Hirngewebe in den PET-Bildern, korrespondierend mit der Darstellung der NMODs in den MRT-Bildern. 8 Patienten zeigten keinen klar erkennbaren umschriebenen Hypometabolismus in den ursprünglichen PET-Bildern, während die MRT-Bilder umschriebene, kortikal bis subkortikal gelegene Abnormalitäten aufwiesen. In diesen Fällen demonstrierte die PVC umschriebene subkortikale NMODs, die durch einen unscharfen Übergang zur weißen Substanz gekennzeichnet waren, während der rCMRGlu im umgebenden Kortex weitgehend unauffällig zur Darstellung kam. Die Minderung des rCMRGlu betrug im Seitenvergleich durchschnittlich 16 % (Spanne 0 – 41%). Die Größe der Läsionen betrug 2,4 – Diskussion: In dieser Arbeit stellte sich der rCMRGlu in histologisch nachgewiesenen, epileptogenen NMODs im interiktalen Intervall herabgesetzt dar. Die Definition der Lage und Ausdehnung der untersuchten Läsionen geschah dabei in den MRT-Bildern, unabhängig von der Darstellbarkeit und Ausdehnung von Stoffwechselveränderungen in den PET-Bildern. Hierfür wurde ein Verfahren zur dreidimensionalen Korrektur des Partial-Volumen-Effekts in den räumlich unzureichend aufgelösten PET-Bildern implementiert, das auch die Abgrenzbarkeit der NMOD in den MRT-Bildern verbesserte. Es wurde die prinzipielle Durchführbarkeit der Partial-Volumen-Korrektur in 3D durch die angewandten Methoden gezeigt. Erstrebenswert ist eine Verbesserung der Partitionierung durch die Anwendung geeigneterer MR-Sequenzen, die inzwischen verfügbar sind. Zudem wäre eine weitere Automatisierung des Verfahrens für die klinische Anwendung wünschenswert. The main finding of this study was that focal cortical dysplasias are usually hypometabolic in interictal rCMRGlu PET images that had been corrected for the partial volume effect. Their spatial extent and localisation are often difficult to define in PET images due to the low spatial resolution of this scanning tool. Correction of the partial volume effect using structural information from a high resolution MRI after homogenization dramatically enhanced the identification and detectability of focal cortical dysplasia. Our PVC method worked in 3D-dimension which has not been demonstrated previously. PVC enhanced the metabolic rate of the cortex although in the regional approach that we applied for data evaluation the mean metabolic values in the PVC images were comparable to the original PET images. The preparation of the MR images was of particular importance with respect to the homogenation and segmentation which enhanced the detectability of the focal cortical dysplasias also in the MR images. Previously we have shown that the creation of a convolution matrix from structural imaging to correct for the partial volume effect greatly depends on the quality of the intermodal image registration. In this study adequate matching turned out to be a function of adequate brain templates in the MRI and PET facility. The identification of focal cortical dysplasias is of cortical importance in patients with medically refractory focal epilepsies of neocortical origin. This kind of work we presented here will be of use for improving phase one-studies particularly in the infantile patients group with severe epileptic seizure disorders.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	07.03.2002
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	07.03.2002
Datum der Promotion:	07.03.2002