| Susanne Blind: Die Darstellung der Rheumatoiden Arthritis im Frühstadium mittels Streulichtanalyse der proximalen Interphalangealgelenke |
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Aus der Medizinischen Klinik mit Schwerpunkt Rheumatologie
und Klinische Immunologie der Medizinischen Fakultät
Charité der Humboldt-Universität zu Berlin
DISSERTATION
Die Darstellung der Rheumatoiden Arthritis im Frühstadium mittels Streulichtanalyse der proximalen Interphalangealgelenke
zur Erlangung des akademischen Grades
doctor medicinae (Dr. med.)
vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité
der Humboldt-Universität zu Berlin
von
Susanne
Blind
aus Oberhausen
Dekan: Herr Prof. Dr. med. J. Dudenhausen
Gutachter:
1. Frau PD Dr. med. M. Backhaus
2. Herr Prof. Dr. med. h.c. J. R. Kalden
3. Herr Prof. Dr. sc. nat. J. Beuthan
Datum der Promotion: 20. April 2004
Abstract
Titel: Die Darstellung der Rheumatoiden Arthritis im Frühstadium mittels Streulichtanalyse der proximalen Interphalangealgelenke
Zielstellung: In dieser Studie wird eine neues laser-basiertes bildgebendes Verfahren zur Darstellung entzündlich-rheumatischer Veränderungen der Fingergelenke evaluiert und mit den etablierten Verfahren Röntgen, Sonographie und Magnetresonanztomographie verglichen.
Methoden: Die proximalen Interphalangealgelenke (PIP) von 102 Patienten mit Verdacht auf Rheumatoide Arthritis (RA) und 40 Kontrollpatienten wurden mit der Laser-Streulicht-Analyse untersucht und die daraus resultierende mathematische Funktion des Streulichtverteilungsbildes mittels fünf verschiedener Kennwerte berechnet. Als Referenz wurden 1136 PIP klinisch untersucht, 800 Röntgenaufnahmen angefertigt, 688 Sonographien und 208 magnetresonanztomographische Bilder erstellt, die zur Klassifizierung der Entzündungsakuität dienten.
Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigten, dass die untersuchten Kennwerte Breite, Asymmetrie, Steilheit links, Steilheit rechts und Intensität keine Korrelation mit dem Entzündungsgrad des Gelenks mit früher Rheumatoider Arthritis gaben.
Schlussfolgerung: Zum jetzigen Stand der Entwicklung erbringt die laser-basierte Streulichtanalyse in der Diagnosefindung der RA keinen Fortschritt, da gesunde Gelenke von floride entzündeten nicht differenziert werden können. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Ursache hierfür in einer zu hohen Sensitivität und mangelnder Reproduzierbarkeit bei der Fingerpositionierung in der Apparatur des Gerätes zu suchen ist.
Eigene Schlagworte:
Rheumatoide Arthritis,
Bildgebung,
Streulichtanalyse,
Transillumination
Abstract
Title: Imaging of early rheumatoid arthritis with scattering light analysis of the proximal interphalangeal joints
Objective: In this study a novel laser-based imaging technique for early rheumatoid arthritis of the finger joints is evaluated and compared to radiography, ultrasound and magnetic-resonance-tomography.
Methods: The proximal interphalangeal joints (PIP) of 102 patients with early rheumatoid arthritis (RA) and 40 patients of a control group were measured with laser scattering light analysis and five values describing the resulting image were calculated. The clinical examination of 1136 PIP, 800 x-rays, 688 ultrasound-pictures and 208 magnetic resonance pictures were taken as reference to assess the acuity of inflammation.
Results: No correlation was seen for the values to calculate the scattering light image curve (width, asymmetry, left and right skewness and intensity) and the severity of finger joint inflammation.
Conclusion: At present the new laser-based imaging technique is not superior to the usual imaging methods for diagnosis of RA This is probably due to a too high sensitivity and a lack of reproducibility for finger positioning in the measuring unit.
Keywords:
Rheumatoid Arthritis,
Imaging,
Scatering Light Analysis,
Transillumination
Widmung
Diese Arbeit widme ich meinen Eltern Dr. Marianne Blind und Dr. Rüdiger Blind.
Inhaltsverzeichnis
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1.
Einleitung
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1.1 Warum bedarf es eines neuen Verfahrens in der Bildgebung der entzündlich-rheumatischen Erkrankungen?
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1.2
Die entzündlich-rheumatischen Erkrankungen
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1.2.1 Die Rheumatoide Arthritis
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1.2.2 Spondylarthropathien am Beispiel der Psoriasisarthritis (PsA)
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1.2.3
Kollagenosen am Beispiel des systemischen Lupus erythematodes (SLE)
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1.3 Bildgebende Verfahren in der Diagnostik
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1.4 Das Prinzip des Synthetic Aperture Linking
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1.4.1
Diaphanoskopische Verfahren
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1.4.2 Diaphanoskopie heute
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1.4.3 Laser-Messverfahren nach PRAPAVAT
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1.4.4 Verwandte Methoden
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2.
Zielstellung der Arbeit
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3.
Patienten und Methoden
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3.1 Die Patienten: Auswahlkriterien und Gruppenaufteilung
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3.2 Methoden
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3.3
Aufbau der Lasermesseinheit
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3.3.1 Aufbau und Funktion der Messeinheit
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3.3.2 Positionierung der Finger
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3.3.3
Digitale Bildverarbeitung
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3.3.4 Software zur Patientenerfassung und Auswertung
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3.3.5 Bildauswahl
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3.3.6 Darstellung in Graustufen oder Falschfarben
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3.3.7 Auswahl der Messlinie
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4.
Ergebnisse
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4.1 Kennwertdarstellung aller Stadien
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4.1.1 Kennwertdarstellung anhand der Klinik
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4.1.2 Kennwertdarstellung anhand der Röntgendaten
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4.1.3 Kennwertdarstellung anhand der Ultraschalldaten
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4.1.4 Kennwertdarstellung anhand der MRT-Daten
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4.2 Kennwertdarstellung der Stadien “0“ und “3“
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4.2.1 Die Stadien “0“ und “3“ im Vergleich
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4.2.2 Vergleich der Messzeilenauswahl
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4.3 Wiederholungsmessungen am gleichen Probanden
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5.
Diskussion
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5.1 Einordnung der Ergebnisse
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5.2 Methodenkritik
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5.2.1 Interindividuelle Varianz
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5.2.2 Positionierung
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5.3 Ausblick
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6.
Zusammenfassung
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Literaturverzeichnis
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Liste der Abkürzungen
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Terminologie
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Danksagung
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Lebenslauf
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Erklärung an Eides statt
Bilder
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Abb. 1: Streulichtverteilungsparabel (rot-gestrichelt = RA; blau = gesund) [Quelle: LMTB]
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Abb. 2: Schematischer Aufbau des Durchleuchtungssystems (CCD = charge coupled device = elektronischer Bildsensor) [Quelle: LMTB/1998]
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Abb. 3: Screenshot einer Eingabemaske des Rheuma-Explorers / REX [Quelle: LMTB/1998]
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Abb. 4: Abbildungsmodi eines Gelenks in Falschfarben und Grauwerten [Quelle: Rheuma-Explorer/1998]
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Abb. 5: Screenshot Klinik-Score: Standardabweichung (Breite, dimensionslos) vs. relative Skewness (Asymmetrie, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 6: Screenshot Klinik-Score: Standardabweichung (Breite, dimensionslos) vs. proximaler Übergangsbereich (Steilheit links, im mm) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 7: Screenshot Klinik-Score: Standardabweichung (Breite, dimensionslos) vs. distaler Übergangsbereich (Steilheit rechts, in mm) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 8: Screenshot Klinik-Score: Gelenksumfang (Umfang, in mm) vs. Gesamtbestrahlungsstärke (Leistung, in cm -2) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 9: Screenshot Röntgen-Score: relative Skewness (Asymmetrie, dimensionlos) vs. Standardabweichung (Breite, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds. [Quelle: REX/2002])
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Abb. 9: Screenshot Röntgen-Score: relative Skewness (Asymmetrie, dimensionlos) vs. Standardabweichung (Breite, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds. [Quelle: REX/2002])
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Abb. 10: Screenshot Röntgen-Score: proximaler Übergangsbereich (Steilheit links, in mm) vs. Standardabweichung (Breite, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds. [Quelle: REX/2002])
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Abb. 11: Screenshot Ultraschall-Score: relative Skewness (Asymmetrie, dimensionslos) vs. Standardabweichung (Breite, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds. [Quelle: REX/2002])
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Abb. 12: Screenshot Ultraschall-Score: proximaler Übergangsbereich (Steilheit links, in mm) vs. Standardabweichung (Breite, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds. [Quelle: REX/2002]).
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Abb. 13: Screenshot MRT-Score: relative Skewness (Asymmetrie, dimensionslos) vs. Standardabweichung (Breite, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds. [Quelle: REX/2002])
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Abb. 14: Screenshot MRT-Score: proximaler Übergangsbereich (Steilheit links, in mm) vs. Standardabweichung (Breite, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds. [Quelle: REX/2002])
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Abb. 15: Screenshot Stadien “0“ und “3“: Standardabweichung (Breite, dimensionslos) vs. relative Skewness (Asymmetrie, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 16: Screenshot Stadien “0“ und “3“: Standardabweichung (Breite, dimensionslos) vs. proximaler Übergangsbereich (Steilheit links, in mm) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 17: Screenshot Stadien “0“ und “3“: Relative Skewness (Asymmetrie, dimensionslos) vs. proximaler Übergangsbereich (Steilheit links, in mm) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 18: Screenshot Stadien “0“ und “3“: Gelenksumfang (Umfang, in cm) vs. Gesamtbestrahlungsstärke (Leistung, in cm-2) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken II‑V bds. [Quelle: REX/2002])
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Abb. 19: Screenshot Stadien “0“ und “3“: Standardabweichung (Breite, dimensionslos) vs. relative Skewness (Asymmetrie, dimensionslos) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken III bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 20: Screenshot Stadien “0“ und “3“: Standardabweichung (Breite, dimensionslos) vs. relative Skewness (Asymmetrie, dimensionslos) Kennwertberechnung per Extraktion der zentralen Linie (Center Line) an den PIP-Gelenken III bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 21: Screenshot Stadien “0“ und “3“: Standardabweichung (Breite, dimensionslos) vs. relative Skewness (Asymmetrie, dimensionslos) Kennwertberechnung per Mittelung der Kennwerte über alle 17 gemessenen Streulichtbilder (Projection) an den PIP-Gelenken III bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 22: Screenshot Stadien “0“ und “3“: Gelenksumfang (Umfang, in cm) vs. Gesamtbestrahlungsstärke (Leistung, in cm-2) Kennwertberechnung mit maximaler Intensität (Maximum Integral) an den PIP-Gelenken III bds., E = Exponent [Quelle: REX/2002])
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Abb. 23: Wiederholungsmessungen am gleichen Probanden [Quelle:REX/2002]
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| DiML DTD Version 3.0 | Zertifizierter Dokumentenserver der Humboldt-Universität zu Berlin | HTML-Version erstellt am: 07.05.2004 |