Nichtinvasive, quantitative In-vivo-Analyse des intakten und des geschädigten Gelenkknorpels mittels Magnetresonanztomographie (MRT)

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Durch dreidimensionale Bildverarbeitungsmethoden ist es möglich geworden, auf Basis spezieller MRT-Datensätze, das Knorpelvolumen, die Knorpeldicke, die Gelenkflächengröße und die chondrale MR-Signalintensität (als Maß der strukturellen Knorpelzusammensetzung) am Lebenden zu bestimmen. Mit dem entwickelten 3D-Matching-Algorithmus können intra-individuelle Veränderungen der Verteilungsmuster direkt quantifiziert werden. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Weiterentwicklung computergestützter Methoden zur Analyse des Knorpels. Sie sollen es ermöglichen: 1) die lokale und globale Gelenkflächenkrümmung und die Gelenksinkongruenz zu quantifizieren; 2. mit einem inter-individuellen Matching-Algorithmus Summationsbilder der Verteilungsmuster der Knorpeldicke, Flächenkrümmung und MR-Signalintensität anzufertigen und diese statistisch zu vergleichen (Gruppenvergleich und Analyse der Abweichungen einzelner Personen von der Norm); 3. mit Hilfe eines 3D- auf 2D-Matching "dynamische" Untersuchungen der Gelenkführung unter Muskelaktivität (neuromuskuläre Steuerung) mit schnellen 2D-MR-Sequenzen durchzuführen; 4. die genannten Analysen auf Basis Modell-basierte Segmentierungsansätze automatisiert bzw. mit größerer zeitlicher Effizienz und Objektivität, unabhängig vom Benutzer vornehmen zu können. Diese Methoden sollen in funktionell-anatomischen und klinischen Studien eingesetzt werden.