Universität zu Köln

Brand, Stefanie (2025). Quantifizierung von Hirnatrophie bei kognitiv Gesunden und Patienten mit leichter kognitiver Störung. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Eine Differenzierung zwischen altersbedingter Hirnatrophie und Hirnatrophie im Rahmen neurodegenerativer Erkrankungen in frühen Stadien, wie z.B. bei der Alzheimer Erkrankung, ist in der klinischen Praxis häufig nicht möglich. Wir stellten die Hypothese auf, dass die Berücksichtigung des Alters und die Verwendung von Amyloid-negativen Referenzgruppen eine Unterscheidung von kognitiv Gesunden (CN) und Teilnehmern mit leichter kognitiver Störung (MCI) verbessert. Hierfür wurden T1-gewichtete MRT-Bilder von 91 kognitiv Gesunden und 131 Teilnehmern mit leichter kognitiver Störung aus der Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) Datenbank segmentiert, auf ein eigens erstelltes Studientemplate normalisiert und mit der Voxel-basierten Morphometrie (VBM) ausgewertet. Die Bestimmung des Amyloid-Status erfolgte durch Auswertung der Florbetapir PET-Aufnahmen. Für jeden Teilnehmer wurden statistische Z-Karten der Hirnatrophie als Abweichung von der grauen Substanz einer Referenzgruppe auf Voxelebene berechnet. CN-Referenzgruppen mit und ohne Altersberücksichtigung sowie gemischte und streng Amyloid-negative CN-Referenzgruppen wurden hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Genauigkeit der Unterscheidung zwischen CN und MCI untersucht. Darüber hinaus untersuchen wir den Einfluss der Verwendung verschiedener Atrophie-Schwellenwerte, Glättungsparameter und der Betrachtung verschiedener Hirnregionen. Die Verwendung von Referenzgruppen, welche das individuelle Alter des jeweils untersuchten Teilnehmers berücksichtigen, erzielte die beste Gruppenunterscheidung mit Area Under the ROC Curve (AUC) Werten von 1.0. Die Verwendung von Referenzgruppen, welche nur aus Amyloid-negativen Teilnehmern bestand, verbesserte die Gruppenunterscheidung lediglich, wenn das Alter nicht berücksichtigt wurde. Wir konnten in dieser Arbeit nachweisen, dass in der VBM-basierten Z-Wert Analyse eine Unterscheidung von CN und MCI hinsichtlich der Atrophie der grauen Substanz durch die Verwendung von altersspezifischen Referenzgruppen mit hoher Genauigkeit möglich war. Die Berücksichtigung des Amyloid-Status durch Verwendung Amyloid-negativer Referenzgruppen führte zu keiner signifikanten Verbesserung der Gruppendiskrimination. Zudem reichte die relevante Atrophie über die für die Alzheimer Demenz typischen Regionen wie die entorhinale Region und den medialen Temporallappen hinaus.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Brand, Stefanie stefanie.brand@web.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-783572
Date:	2025
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Neurologie > Klinik und Poliklinik für Neurologie
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Alzheimer Demenz German Graue Substanz German MRI German ADNI German Voxel-basierte Morphometrie German Z-Wert Analyse German DARTEL German
Date of oral exam:	27 March 2025
Referee:	Name Academic Title Onur, Özgür Universitätsprofessor Dr. med. Kambeitz, Joseph Universitätsprofessor Dr. med. Dipl.-Psych.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/78357