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Bibliographic Metadata

Title
Voxel-based morphometry in acute and remitted depressive patients based on 7T MR data a retrospective data analysis / eingereicht von Claudia Winkler
Additional Titles
Voxel-basierte Morphometrie in akuten und remittierten depressiven Patienten an Hand von 7T MRT-Daten - eine retrospektive Datenanalyse
AuthorWinkler, Claudia
Thesis advisorLanzenberger, Rupert ; Kraus, Christoph
Published2018
Description62 Blatt : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionJune 2018
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Depressionen / Ultra-hochfeld MRT / 7T MRT / Voxel-basierte Morphometrie / VBM / Volumen der grauen Substanz / Gehirnvolumen
Keywords (EN)MDD / depression / ultra-high field MRI / 7T MRI / voxel-based Morphometry / VBM / gray matter volume / GMV
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-17575 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
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Voxel-based morphometry in acute and remitted depressive patients based on 7T MR data a retrospective data analysis [1.6 mb]
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Classification
Abstract (German)

Hintergrund: Depression ist eine der häufigsten psychiatrischen Erkrankungen bei Erwachsenen mit einer sehr hohen Prävalenz. Nach einer Studie der Statistik Austria erkranken ungefähr 11% aller Frauen und 7% aller Männer einmal in ihrem Leben an einer Depression. Die WHO listet die unipolare Depression als den führenden Grund für Arbeitsunfähigkeit weltweit auf. In mehreren Studien wurde gezeigt, dass depressive Probanden ein reduziertes Volumen der grauen Substanz im präfrontalen Kortex, sowie in den limbischen Regionen aufweisen.

Ziele: Das Ziel der Studie war, Unterschiede im Volumen der grauen Substanz zwischen Patienten mit unipolarer Depression, Probanden mit einer unipolaren Depression in Remission und gesunden Kontrollprobanden zu untersuchen.

Material und Methoden: 31 Probanden mit einer akuten Episode einer rezidivierenden Depression (21 Frauen, mittleres Alter SD = 31.9 9.2 Jahre), 41 Probanden mit remittierter Depression (25 Frauen, mittleres Alter SD = 29.1 7.5 Jahre) und 37 gesunde Kontrollprobanden (22 Frauen, mittleres Alter SD: 28.4 7.5 Jahre) wurden nach Durchführung einer Erstuntersuchung mit Hilfe eines 7T MRTs (Magnetom Siemens) gemessen. Zum Erstellen der MRT-Bilder wurde die MPRAGE Sequenz (T1-gewichtet) benutzt, das lokale Volumen der grauen Substanz wurde mit VBM analysiert. Die statistische Analyse wurde mit einer univarianten Varianzanalyse in SPM8 durchgeführt, die Gruppen zählten als unabhängiger Faktor und das Volumen der grauen Substanz in jedem Voxel als abhängige Variable. Zum post-hoc Vergleich des Volumens der grauen Substanz in jedem Voxel zwischen immer zwei Gruppen wurden t-Tests in einer univarianten Varianzanalyse durchgeführt, die Gruppen waren dabei der unabhängige Faktor, das Geschlecht, Alter und das totale Volumen der grauen Substanz wurden als Kovariaten verwendet.

Resultate: Der F-Test in der univarianten Varianzanalyse zeigte keine signifikanten Unterschiede in dem Volumen der grauen Substanz zwischen den drei Gruppen, sowohl vor und nach Korrektur für Geschlecht, Alter und dem totalen Volumen der grauen Substanz. Der danach durchgeführte t-Test zeigte in der Gruppe der gesunden Kontrollprobanden weniger Volumen der grauen Substanz im Midcingulärem Kortex verglichen mit der Gruppe der Probanden mit remittierter Depression.

Diskussion: Entgegen unserer Erwartungen ergab sich kein signifikanter Unterschied des Volumens der grauen Substanz zwischen den drei Gruppen und wir konnten die Ergebnisse voriger VBM-Studien an 1.5T und 3T MRT nicht replizieren. Auch eine weitere Studie, welche das Volumen der Habenula gemessen im 7T MRT zwischen depressiven Patienten und gesunden Kontrollprobanden verglichen hat, konnte keinen Unterschied feststellen. Eine Erklärung für unsere Ergebnisse wäre, dass die Methode der VBM noch besser an den Gebrauch des Ultrahochfeld-MRTs angepasst werden muss. Weitere Forschung ist notwendig, um die Rolle der 7T MRT-Bildgebung in Bezug auf die Pathogenese und der Diagnostik der unipolaren Depression zu evaluieren.

Abstract (English)

Background: Major Depressive Disorder (MDD) is among the most common psychiatric disorders in adults with a high prevalence. According to Statistik Austria depression and anxiety disorders affect 11% of woman and 7% of man once in their life and the World Health Organization ranks unipolar depression as the leading cause of disability worldwide. Previous evidence showed that patients suffering from depression have altered brain structure and functions. The volume of gray matter (GMV) is reduced especially in the anterior cingulate and orbitofrontal cortex. Smaller reductions show the prefrontal cortex, the hippocampus, the putamen and the caudate nucleus.

Aims: The main goal of the study was to investigate alterations of the brain structure of acute depressive patients (aMDD), remitted depressive patients (rMDD) and healthy controls (HC) using ultra-high field 7T MRI and Voxel-based Morphometry (VBM).

Materials and Methods: 31 non-comorbid, medication-naïve aMDD patients (21 female, mean age SD = 31.9 9.2 years), 41 non-comorbid rMDD subjects (25 female, mean age SD = 29.1 7.5 years), and 37 HC (22 female, mean age SD = 28.4 7.5 years), were measured with 7T MRI (Magnetom Siemens) after a screening visit where the diagnosis was made by psychiatric assessment with SKID I and II. We applied a MPRAGE sequence (T1-weighted), and GMV was computed by an optimized voxel-based morphometry (VBM) protocol, implemented in the VBM8 toolbox in Statistical Parametric Mapping (SPM8). A one-way F-test was done in SPM8 with the help of a one-way analysis of variance (ANOVA) using group (aMDD, rMDD and HC) as between-subjects factor and GMV in each voxel as dependent variable corrected for family wise error (FWE). Post-hoc we compared GMV in each voxel by means of one-way t-tests using group (aMDD, rMDD and HC) as between subjects factor, total brain GMV, sex and age as covariates and GMV as dependent variable.

Results: The F-test showed no significant difference of GMV between the three groups as well as before and after correction for age, sex and total brain GMV. An explanatory post hoc t-test showed less GMV in the midcingulate cortex in the group of HC compared to rMDD but as the F-test was negative, these results must be considered with caution.

Discussion: Despite our expectations we could not find statistically significant differences of GMV between the three groups. VBM with 7T did not replicate previous 1.5T and 3T findings of alterations of GMV in depressed patients. This is in line with the conclusion of another 7T MRI study comparing the GMV of the habenula between patients with MDD and HC. An explanation could be that VBM needs additional adjustment to be used in ultra-high field MRI. However further research is needed to clarify the role of 7T MRI imaging in the pathogenesis and diagnosis of MDD.

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