NEUROVASKULÄRE

KOMPRESSION

 

 

FORSCHUNG

 

 

 

Die Beziehungen zwischen den Hirnnerven und den Gefäßen an der Oberfläche des Hirnstammes stellen komplexe dreidimensionale (3D) Formationen dar. Das räumliche Verständnis dieser Beziehungen ist für eine Reihe von Erkrankungen, wie neurovaskuläre Kompressionssyndrome oder raumfordernde Prozesse im Kleinhirnbrückenwinkel und die damit verbundenen Eingriffe in diesem Bereich erforderlich. Die bildliche Darstellung hat sich bisher im wesentlichem auf eine zweidimensionale (2D) Präsentation dieser Strukturen beschränkt. Eine nachvollziehbare und reproduzierbare Beurteilung ist somit bisher kaum möglich gewesen.

 

 

Die neurovaskuläre Kompression stellt einen so genannten pathologischen Kontakt zwischen einem Gefäß und einem Hirnnerven dar. Eine Reihe von Entitäten wird durch solch einen pathologischen Kontakt verursacht. Die Kenntnis über die Gefäß-Nervenbeziehungen ist hier von großer Bedeutung. Der neurovaskulären Kompression wird auch bei der essentiellen arteriellen Hypertonie eine etiologische Bedeutung beigemessen, wofür die Möglichkeit der Darstellung dieser Beziehungen wesentlich ist.

 

Die interessierenden Strukturen sind unter anderem sehr klein und eine korrekte Zuordnung bedarf einer großen Erfahrung. Die 3D-Visualisierung erfordert eine Segmentierung der feinen Gefäß- und Nervenstrukturen. Eine rein explizite Segmentierung solcher feinen Strukturen ist extrem zeitaufwändig und höchst anfällig für Ungenauigkeiten, was wiederum zu unbefriedigenden Resultaten bei der Visualisierung führt.

 

 

In diesem Projekt werden mit Methoden der Bildverarbeitung und grafischen Datenverarbeitung auf robuste Weise aus den zugrunde liegenden multimodalen Bilddaten 3D-Repräsentationen der neurovaskulären Beziehungen an der Oberfläche des Hirnstamms erzeugt. Dabei werden zwei Strategien verfolgt. Zum einen wird der bisher verfolgte Ansatz basierend auf morphologischer Filterung und Volumenwachstum (Volume Growing) verbessert und automatisiert. Dieser hat sich bereits bei einer semiautomatischen Vorgehensweise bewährt. Zum anderen werden weiterführende Ansätze einerseits auf Basis nichtlinearer Registrierung zwischen einem Anatomieatlas und anatomischen Volumendaten (MR, CT) untersucht. Diese Ansätze haben sich bereits zur genauen Segmentierung des Gehirns bewährt. Als Grundlage dienen bei allen Verfahren unterschiedliche MR-Sequenzen, wie MR-CISS (Constructive  Interference in Steady State) und MR-Angiographie (TOF: Time of Flight) oder CT-Angiographie. Als Ziel werden aus den unterschiedlichen Aufnahmesequenzen die jeweils optimale Information relevanter Strukturen extrahiert und nach Registrierung zu einer optimierten 3D-Darstellung fusioniert.

 

 

 

Die entwickelten Methoden werden bei der mikrovaskulären Dekompression der neurovaskulären Kompressionssyndrome eingesetzt. Zur intraoperativen Integration werden die gewonnenen 3D-Repräsentationen direkt und unmittelbar (im sterilen Bereich) dem Operateur zur Verfügung gestellt. Dadurch ist der Operateur in der Lage, sowohl Standardeinstellungen als auch Projektionen bzw. Einstellungen entsprechend dem Operationseinblick zu betrachten. Es ermöglicht auch eine virtuelle endoskopische Betrachtung, die bis jetzt intraoperativ nicht ohne weiteres möglich war. Auf diese Weise lassen sich Einblicke in von koaxial nicht einsehbare Regionen gewinnen.

 

Der Zusammenhang von neurovaskulärer Kompression und arterieller Hypertonie wird in gemeinsamen Wissenschaftlichen Projekten mit der Medizinischen Klinik IV und der Frauenklinik untersucht. Hierbei werden mit den oben aufgeführten Methoden der Bildgebung und Bildverarbeitung die neurovaskuläre Kompression an der ventrolateralen Medulla vergleichend untersucht. Zusätzlich wird auch der Zusammenhang von Schwangerschaftshypertonus und neurovaskuläre Kompression mit der Frauenklinik kernspintomographisch untersucht.

 

Im Rahmen einer therapeutischen Studie wird die Wirksamkeit und Möglichkeit der operativen mikrovaskulären Dekompression bei therapieresistenter arterieller Hypertonie evaluiert. Dies ist die weltweit erste prospektive klinische Studie hierzu. Es war möglich, bei einer Reihe von Patienten eine Normalisierung und eine Reduktion und Therapierbarkeit des Bluthochdrucks zu erzielen.

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KOOPERATIONEN

Medizinische Klinik IV Universität Erlangen-Nürnberg, Klinische Forschergruppe Hypertonie  (Professor Schmieder)

Frauenklinik Universität Erlangen-Nürnberg (Dr. Goeke)

Neurologische Klinik Universität Erlangen-Nürnberg (Prof. E. Lang)

Institut für Physiologie Universität Erlangen-Nürnberg (Prof. Messlinger)

Institut für Graphische Datenverarbeitung Universität Erlangen-Nürnberg (Prof. Greiner)

Abteilung Nephrologie-Hypertensiologie der Franz-Volhard-Klinik, Humboldt Universität Berlin (Prof. F.C. Luft)

Institut für Visualisierung und interaktive Systeme, Stuttgart (Prof. T. Ertl). Automatisierung der Bildverarbeitung bei NVC-Syndromen

Neurochirurgische Klinik Universität Nimwegen, Holland.  (Dr. J. deVries, Dr T. Menovski)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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R. NARAGHI