Titelaufnahme

Titel
Fetal MRI in the (micro-) structural and functional assessment of the posterior fossa / submitted by Ramona Woitek
VerfasserWoitek, Ramona
Begutachter / BegutachterinKasprian, Gregor
Erschienen2015
Umfang98 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Diss., 2015
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Fetales MRT / Hirnstamm / DTI / Augenbewegung / Chiari II / Hydrocephalus / Neuralrohrdefekt / Spina bifida
Schlagwörter (EN)fetal MRI / brainstem / DTI / eye movements / Chiari II / hydrocephalus / neural tube defect / spina bifida
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-2478 Persistent Identifier (URN)
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Fetal MRI in the (micro-) structural and functional assessment of the posterior fossa [11.04 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Im Fall einer Chiari II Malformation finden sich diejenigen Strukturen, die für eine frühzeitige pränatale Diagnose herangezogen werden, großteils in der hinteren Schädelgrube (HSG). Mehre diagnostische Zeichen wurden in der pränatalen Bildgebung beschrieben, welche jedoch vorwiegend auf Ultraschalluntersuchungen basieren und nicht quantitativ bestimmbar sind. Weiters ist die direkte morphologische Beurteilung des Hirnstamms in der Fetalperiode aufgrund seiner geringen Größe deutlich limitiert. Der Hirnstamm enthält jedoch viele für physiologische Funktionen im Fetal- und Neugeborenenalter essentielle Strukturen und seine Funktion ist im Rahmen einer Chiari II Malformation häufig eingeschränkt. Im Rahmen dieser Studien wurde die Rolle struktureller und funktioneller fetaler Magentresonanz (MR)-Techniken zur morphologischen Beurteilung der HSG und zur funktionellen Beurteilung des Hirnstamms mit besonderem Fokus auf der Chiari II Malformation beurteilt. Bei den verwendeten fetalen MR-Techniken handelte es sich einerseits um strukturelle T2-gewichtete Sequenzen zur morphometrischen Beurteilung der HSG, und andererseits um funktionelle dynamische SSFP (steady state free precession) Sequenzen zur Beurteilung fetaler Augenbewegungen als indirekte Marker der fetalen Hirnstammreifung sowie Diffusions Tensor Bildgebung (DTI) zur Beurteilung mikrostruktureller Veränderungen des fetalen Hirnstamms. Die Resultate unserer Studien zeigen, dass mithilfe dynamischer MRT Sequenzen fetale Augenbewegungen detailliert auswertbar sind, und dass die Typisierung eines neuen Augenbewegungsmusters die Beurteilung der Heranreifung des okulomotorischen Systems unterstützt. Weiters konnte gezeigt werden, dass sich - entgegen früheren Publikationen - der Clivus-Supraocciput Winkel der HSG während der Schwangerschaft vergrößert und besser zur Unterscheidung geschlossener Neuralrohrdefekte von offenen mit assoziierter Chiari II Malformation geeignet ist, als der maximale Durchmesser der HSG. Auch konnte gezeigt werden, dass Chiari II Malformationen zu Veränderungen der Diffusivität des Hirnstammparenchyms führen, was mit den spezifischen geometrischen Veränderungen der HSG bei dieser Malformation zusammenhängen dürfte.

Fetale MR erlaubt eine detaillierte morphologische und funktionelle Beurteilung der HSG und des Hirnstamms. Funktionelle MR Techniken verbessern die Reifungsbeurteilung des fetalen Hirnstamms, während quantitative strukturelle Daten die Unterscheidung geschlossener von offenen spinalen Neuralrohrdefekten mit Chiari II Malformationen erleichtern.

Zusammenfassung (Englisch)

In the Chiari II malformation, the most important pathologically altered structures relevant for a reliable prenatal diagnosis are located in the posterior cranial fossa. Various imaging signs of Chiari II malformations (mainly on ultrasound) have been described, but these are primarily non-quantitative criteria. Furthermore, the brainstem is located inside the posterior fossa. It harbors essential nuclei and circuits for physiologic functions in fetuses and newborns, but its function is often impaired in the Chiari II malformation. Direct morphologic evaluation of the fetal brainstem is strongly limited due to its small size. With the studies contained in this thesis, we aimed to evaluate the roles of morphologic and functional magnetic resonance imaging (MRI) techniques in the assessment of fetal posterior fossa morphometry and functional changes in the brainstem, with a special focus on Chiari II malformations. The fetal MRI techniques used were structural T2-weighted sequences of the fetal head for the morphometric evaluation of the posterior fossa, dynamic SSFP (steady state free precession) sequences of the fetal eyes to assess eye movement patterns as indirect markers of brainstem maturation, and diffusion tensor imaging (DTI) sequences to assess microstructural changes of the fetal brainstem. Our results show that dynamic MRI sequences are a feasible tool with which to demonstrate and evaluate fetal eye movement patterns, and that the introduction of a new type of fetal eye movements facilitates the evaluation of maturation of the fetal oculomotor system.

Furthermore, we could show that the clivus-supraocciput angle of the posterior fossa increases during gestation - in contrast to previous reports - and that it is a better parameter than the transverse diameter of the posterior fossa for the differentiation of open neural tube defects (NTDs) with Chiari II malformations from closed neural tube defects. Ultimately, we could show parenchymal diffusivity changes in the brainstem of fetuses with Chiari II malformations, supposedly associated with the specific geometric changes of the posterior fossa in this condition. In our studies, we could show that functional and microstructural assessment of the posterior cranial fossa and of the neural structures inside it is feasible using fetal MRI. Functional MRI sequences improve the assessment of brainstem maturation and the use of morphometric parameters of the posterior fossa may facilitate the distinction between closed NTDs and open NTDs with Chiari II malformations.