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Kongress Medizin und Gesellschaft 2007

17. bis 21.09.2007, Augsburg

Analyse des zerebralen Blutflusses bei arteriovenösen Malformationen unter Verwendung von 3D MRA und ASL Bilddaten

Meeting Abstract

  • Dennis Säring - Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg
  • Jens Fiehler - Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg
  • Nils Forkert - Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg
  • Milena Piening - Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg
  • Heinz Handels - Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg

Kongress Medizin und Gesellschaft 2007. Augsburg, 17.-21.09.2007. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2007. Doc07gmds674

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.egms.de/en/meetings/gmds2007/07gmds674.shtml

Published: September 6, 2007

© 2007 Säring et al.
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Im Rahmen dieses Beitrages werden Verfahren zur Visualisierung und Analyse des zerebralen Blutflusses bei arteriovenösen Malformationen (AVM) präsentiert. AVM ist eine Fehlbildung des Gefäßsystems im Gehirn, welche bei ca. 1% der Bevölkerung auftritt [1]. Sauerstoffreiches Blut wird dabei direkt, ohne Durchflutung des Kapillarbetts, von den arteriellen in die venösen Gefäße geleitet. Diese Kurzschlussverbindung erhöht das Risiko einer schweren Hirnblutung um mehr als 50% der AVM-Patienten in die Klinik kommen. Für die Therapieplanung [2] ist die Beurteilung der Geschwindigkeit des Blutflusses und der Perfusion im Bereich der AVM von Interesse. Hierzu werden in der Klinik neben der digitalen 2D-Subtraktionsangiographie (DSA) in neuerer Zeit auch nicht-invasive räumlich hochaufgelöste 3D-TOF-MRA (time-of-flight), 3D-PASL (pulsed arterial-spin-labeling) und zeitaufgelöste 4D-TREAT-MRA (time-resolved echo-shared) Aufnahmetechniken verwendet [3]. Ziel der vorgestellten Arbeit ist die kombinierte Analyse der Informationen aus den vorliegenden MR-Bilddaten über Anatomie (TOF), Perfusion/Blutoxygenierung (PASL) und Hämodynamik (TREAT). Dazu wird zunächst das Gefäßsystem in den TOF-MRA mittels Schwellwert-Verfahren, Region-Growing Algorithmus und manueller Nachbearbeitung segmentiert und anschließend Parameter für die Hämodynamik aus den 4D-TREAT extrahiert [4]. Das Matching der Bilddaten erfolgt über ein affines Registrierungsverfahren. Hierbei werden TREAT und PASL Sequenzen mittels Resampling an die TOF-MRA angepasst und affin registriert. Für die Perfusionsanalyse wird auf Basis der AVM Lokalisation ein dreidimensionales 16 Segmentmodell generiert, wobei die Bereiche oberhalb und unterhalb des AVM Kerns in jeweils 8 Segmente unterteilt werden. Für jedes Segment werden in Relation zur Distanz zum Kern Schalen definiert. Für jede Schale werden Mittelwert und Standardabweichung der PASL Intensitäten berechnet. Dadurch kann für jedes Segment eine Verlaufskurve der Mittelwerte (incl. Standardabweichung) über alle Schalen angezeigt werden.

In einer Studie sollen Datensätze von 20 Patienten in Bezug auf Flussgeschwindigkeit im AVM (langsam, mittel, schnell) und Perfusion analysiert und mögliche Korrelationen evaluiert werden. Nach ersten Analysen wurde das Tool von Experten als hilfreich bei der Beurteilung von AVM eingestuft.


Literatur

1.
Hofmeister C, Stapf C, Hartmann A, et al. Demographic, morphological, and clinical characteristics of 1289 patients with brain arteriovenous malformation. Stroke. 2000;31:1307-10.
2.
Grzyska U. Treatment of Cerebral Arteriovenous Malformations: Hamburg Concept. Clinical Neuroradiology. 2004;14(1):41-47.
3.
Lanfermann H, Pilatus U, Preibisch C, Hattingen E, Weidauer S, Bink A, Gürvit Ö, Porto L, Wallenhorst T, Volz S, Lienerth C. Zanella FE 3T in der Neuroradiologie - Spannungsfeld zwischen Wunsch und Wirklichkeit. Clin Neuroradiol. 2006;16:91-108.
4.
Säring D, Fiehler J, Piening MM, Forkert N, Handels H. Visual Computing zur Analyse von zerebralen arteriovenösen Malformationen in 3D- und 4D-MR-Bilddaten. BVM: Bildverarbeitung für die Medizin 2007; München 2007.