Multi-parametric visualization of knee joint ultra-structure: Validation of biochemical magnetic resonance imaging - from bench to bedside
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Forschung an Gelenkerkrankungen, ihrer Darstellung und Therapie befasst sich mit einem Teilbereich des Lebens, der für die Bewegung besonders wichtig ist. Die Veranschaulichung der inneren Struktur von Gewebe innerhalb des Gelenks kann zum Verständnis dieses komplexen Zusammenspiels beitragen. Knorpel, Menisken und Kreuzbänder sind Komponenten des Kniegelenks, die unabdingbar mit der Bewegung verbunden sind. Die unterschiedlichen Anforderungen im Leben vom Spitzensportler bis zur Alltagsbewegung an die Funktionalität von Gelenken erfordern einen tieferen Einblick in die Mikrostrukturen dieser Gewebe. Neben histologischen Untersuchungen gewinnen moderne bildgebende Verfahren immer tiefere Einblicke in die Ultrastruktur des Körpers ohne hierbei das Gewebe selbst verletzen zu müssen. Auch in der Nachuntersuchung von neuen Therapieansätzen ist die nicht-invasive Betrachtung immer wichtiger geworden. Ausgefeilte chirurgische Techniken zur Behandlung von Knorpeldefekten, Meniskuspathologien oder Plastiken des vorderen Kreuzbandes erfordern hochqualitative Nachuntersuchungen. Neben der konventionellen MRT ist die biochemische MR Bildgebung eine neue Herangehensweise für ein tieferes Verständnis von Gelenkgeweben. Der Vergleich zwischen moderner biochemischer Bildgebung und histologischen Untersuchungen, wie in unserem Projekt durchgeführt, ist ein wichtiger Schritt in Richtung der weiteren Verbreitung dieser innovativen Bildgebungstechniken in Hinblick auf eine breitere klinische Anwendung. From bench to bedside - die multi-parametrische Darstellung der Ultrastruktur von Kniebinnegeweben mittels biochemischer MR Techniken wie T2 mapping, 23Na(sodium) Imaging, T2* Mapping, T2d Mapping, ultra-short echo-time (UTE) Imaging, magnetization transfer contrast (MTC), diffusion weighted imaging (DWI), oder T1rho Sequenzen konnte durch unsere Untersuchungen einen deutlichen Schritt voran gebracht werden. Insbesondere in Anbetracht der auch in dem durchgeführten Projekt gezeigten weiterhin nur eingeschränkten Möglichkeiten, Gelenkknorpel und Meniski zu ersetzen, erscheint die exakte Darstellung der Ultrastruktur dieser Gewebe auch für präventive Ansätze immanent wichtig. Anhand der, in diesem Projekt auferlegten Leitlinie „from bench to bedside“, konnten wir sowohl im Tiermodell, als auch in klinischen Fragestellungen den Wert und den Mehrwert der biochemischen MRT Bildgebung herausarbeiten. Hierauf aufbauende Studien können nun diese Methoden einfacher und valider anwenden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Impact of different coils on biochemical T2 and T2* relaxation time mapping of articular patella cartilage. Skeletal Radiol. 2013 Nov;42(11):1565-72
Pachowsky ML, Trattnig S, Apprich S, Mauerer A, Zbyn S, Welsch GH
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3D-isotropic high-resolution morphological imaging and quantitative T2 mapping as biomarkers for gender related differences after matrix-associated autologous chondrocyte transplantation (MACT). J Orthop Res. 2014 Oct;32(10):1341-8
Pachowsky ML, Werner S, Marlovits S, Stelzeneder D, Renner N, Trattnig S, Welsch GH
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Cartilage repair surgery: outcome evaluation by using noninvasive cartilage biomarkers based on quantitative MRI techniques. Biomed Res Int. 2014;2014:840170
Jungmann PM, Baum T, Bauer JS, Karampinos DC, Erdle B, Link TM, Li X, Trattnig S, Rummeny EJ, Woertler K, Welsch GH
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Functional ankle instability as a risk factor for osteoarthritis: using T2-mapping to analyze early cartilage degeneration in the ankle joint of young athletes. Osteoarthritis Cartilage. 2014 Oct;22(10):1377-85
Golditz T, Steib S, Pfeifer K, Uder M, Gelse K, Janka R, Hennig FF, Welsch GH
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Limited integrative repair capacity of native cartilage autografts within cartilage defects in a sheep model. (2014): J Orthop Res 2014 Dec 3
Gelse, Kolja; Riedel, Dominic; Pachowsky, Milena; Hennig, Friedrich F.; Trattnig, Siegfried; Welsch, Götz H.
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A multimodal approach to ankle instability: Interrelations between subjective and objective assessments of ankle status in athletes. Journal of Orthopaedic Research. March 2016, Pages 525-532
Tobias Golditz , Goetz H. Welsch,, Milena Pachowsky, Friedrich F. Hennig, M.D., Klaus Pfeifer , Simon Steib
