Brainbox – ein Werkzeug zur Verbesserung der Genauigkeit der MRT
Fachartikel
Unser Projekt
Hintergrund: Insbesondere bei neurologischen Erkrankungen wie MS kann eine grosse Vielfalt an Schädigungsmuster auftreten. Dazu gehört beispielsweise die Zerstörung des Myelins, der Untergang von Nervenzellen oder lokale Entzündungen im Gehirn. Die Magnetresonanztomographie (MRT) hat Grenzen bei der Identifizierung zugrundeliegender Gewebeschädigungen im Hirn, denn leider gibt es keine standardisierten Methoden um herauszufinden, welche Gewebeschäden den in der MRT sichtbaren Bildbefunden zu Grunde liegen.
Ziel: Unser Ziel war es, ein Werkzeug zu entwickeln und zu testen, das es erleichtert, die Korrelation (den direkten Zusammenhang) von MRT-Bildbefunden – etwa MS-Läsionen – und entsprechenden Gewebeschäden im Hirn zu erkennen.
Methoden: Wir haben die Brainbox entworfen. Das ist ein wasserdichter und vollständig MRT-geeigneter Container mit integriertem 3D-Koordinatensystem, der mittels 3D-Druck hergestellt wurde. Die Brainbox fasst ein komplettes menschliches Hirn. Sie wurde verwendet, um MRT von acht menschlichen Spenderhirnen durchzuführen und Bildgebungsmerkmale mit entsprechenden Gewebeschädigungen zu vergleichen. Dies geschah unter Verwendung des integrierten 3D-Koordinatensystems.
Ergebnisse: Mit dem eingebauten 3D-Koordinatensystem ermöglichte die Brainbox ein genaues und effizientes Auffinden derjenigen Hirnschädigungen, die den MRI-Befunden entsprachen.
Schlussfolgerungen: Unsere Experimente zeigen die Machbarkeit und Benutzerfreundlichkeit der Brainbox: Diese kann dazu beitragen, die Genauigkeit von MRT zu verbessern und die Korrelation zwischen MRT-Befunden im menschlichem Gehirn und Gewebeschädigungsmuster standardisiert zu erkennen.
Die Brainbox kann auf Anfrage auch von anderen Institutionen genutzt werden. Laufende Studien nutzen die Brainbox, um systematisch Schädigungsmuster bei MS und anderen neurodegenerativen Erkrankungen zu untersuchen. Unsere Forschung kann dazu beitragen, den Wert der MRT so zu verbessern, dass MS-Betroffene eine Therapie bekommen, die mehr ihrem individuellen Krankheitsprofil entspricht.
Unsere Motivation
Unser Team hat jahrelange Erfahrung in der Bildgebung von MS. Diese Erfahrung hat uns gezeigt, dass die Magnetresonanztomographie, obwohl ein sehr wichtiges Instrument in der Diagnostik von MS, nur eine ungenügende Aussage darüber zulässt, was im Hirn tatsächlich für Gewebeschäden entstehen.
Unsere Forschung soll dazu führen, dass die MRT eine höhere Genauigkeit erhält, dass man also erkennen kann, welche genauen Schädigungsmuster beim individuellen Betroffenen vorhanden sind. Dies würde vermehrt zur personalisierten Therapie beitragen.
Studienteam
Pia Härvelid, Wolfgang Emanuel Zürrer,
Wolfgang Faigle, Marco Piccirelli, Tibor Hortobágyi, Karl Frontzek, Amelia Elaine Cannon, Tobias Granberg, Zsolt Kulcsar, Thomas Ludersdorfer, Katrin B. M. Frauenknecht, Regina Reimann, Daniel S. Reich, Benjamin Victor Ineichen (lead)
Universität Zürich, Zentrum für klinische Neurowissenschaften und Center for Reproducible Science