Quantitative UTE-MRT der kartilaginären Endplatte als Biomarker für Bandscheibendegeneration

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Sam Sedaghat
• Fachliche Zuordnung: Radiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569775876

Bandscheibendegeneration ist eine der häufigsten Ursachen für chronische Rückenschmerzen. Die Bandscheibe dient als dynamischer Abstandshalter zwischen den Wirbelkörpern und ist über die kartilaginäre Endplatte (CEP) mit diesen verbunden. Die CEP spielt eine zentrale Rolle in der Nährstoffversorgung der Bandscheibe, weshalb ihre Degeneration und Kalzifikation als Schlüsselfaktor der Bandscheibendegeneration gilt. Eine fortschreitende CEP-Degeneration korreliert mit zunehmendem Wasserverlust und der strukturellen Beeinträchtigung des Nucleus pulposus (NP). Bislang fehlen klinische MRT-Techniken zur direkten Beurteilung der CEP, da klassische Sequenzen aufgrund der kurzen T2-Relaxationszeiten der CEP Signalauslöschungen aufweisen. Ultrashort Echo Time (UTE)-Sequenzen mit extrem kurzen Echozeiten (bis 8 µs) ermöglichen hingegen erstmals eine direkte hochauflösende Darstellung der CEP. Besonders vielversprechend ist die 3D IR-FS-UTE-Sequenz, die eine selektive Unterdrückung langer T2-Signale erlaubt und eine kontrastreiche Bildgebung der CEP ermöglicht. Ziel dieser Studie ist es, ein umfassendes Verständnis der CEP-Degeneration und ihrer Rolle in der Pathogenese der Bandscheibendegeneration zu entwickeln. Im Einzelnen sollen: I. Die Korrelation zwischen CEP-Degeneration und Bandscheiben-/NP-Degeneration quantifiziert werden, um die strukturellen Abhängigkeiten zwischen diesen Prozessen besser zu verstehen, II. Variabilitäten der CEP-Degeneration analysiert werden, sowohl zwischen verschiedenen Probandengruppen als auch innerhalb eines Probanden (z. B. zwischen unterschiedlichen Wirbelsegmenten), III. Die Leistungsfähigkeit der 3D IR-FS-UTE-Sequenz validiert werden, um zu zeigen, dass diese Methode eine zuverlässige qualitative und quantitative Bildgebung der CEP in einem großen Probandenkollektiv ermöglicht. Zur Erreichung dieser Ziele umfasst das Projekt folgende methodische Schritte: I. Optimierung der 3D IR-FS-UTE-Sequenz an Phantommodellen und gesunden Probanden, II. Untersuchung einer breiten Kohorte von Probanden mit unterschiedlichen Stadien der Bandscheibendegeneration, III. Detaillierte quantitative Analyse der CEP und der Bandscheibe, inklusive der Definition standardisierter Normwerte, unter Einsatz von Matlab (MathWorks) und anderen Bildverarbeitungsmethoden, IV. Erweiterte statistische Analysen unter Berücksichtigung potenzieller Datenclusterungen, um robuste Korrelationen zwischen CEP- und Bandscheibenveränderungen zu identifizieren. Zusammenfassend wird dieses Projekt erstmals eine systematische und quantitative Charakterisierung der CEP-Degeneration mittels UTE-MRT ermöglichen und deren Relevanz als potenzieller Biomarker für Bandscheibendegeneration evaluieren. Die gewonnenen Erkenntnisse können einen entscheidenden Beitrag zur besseren Differenzierung degenerativer Bandscheibenprozesse leisten und die Grundlage für zukünftige klinische Anwendungen und Studien schaffen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Hyungseok Jang