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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-92349
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2018/9234/


Vergleich der quantitativen T2*-Relaxometrie des tibiotalaren Gelenkknorpels von professionellen Fußballspielern und gesunden Vergleichsprobanden mithilfe von 3T MRT

Quantitative T2 * relaxation time analysis of articular cartilage of the tibiotalar joint in professional football players and healthy volunteers at 3T MRI

Maas, Kai-Jonathan

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SWD-Schlagwörter: Kernspintomografie , Gelenkknorpel
Freie Schlagwörter (Deutsch): T2*-mapping
Basisklassifikation: 44.64
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Regier, Marc (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 06.07.2018
Erstellungsjahr: 2018
Publikationsdatum: 31.07.2018
Kurzfassung auf Deutsch: Sowohl traumatische Verletzungen als auch chronische Degenerationen des Gelenkknorpels sind heutzutage eine bekannte und nicht selten formulierte Diagnose im professionellen Fußballsport. Diese können im schlimmsten Fall sogar das Karriereende eines Athleten bedeuten, wenn diese nicht rechtzeitig erkannt und folgerichtig behandelt werden. Demzufolge besteht im Bereich des heutigen modernen Profisports ein gesteigertes Interesse daran, Initialstadien einer Knorpeldegeneration frühzeitig zu erkennen. Ziel der durchgeführten Arbeit war daher, T2* - Relaxationszeiten des tibiotalaren Gelenkknorpels von männlichen professionellen Fußballspielern und gesunden Vergleichsprobanden unter Verwendung von 3T MRT zu vergleichen und diese zu analysieren. Im Rahmen der Studie wurden quantitative Untersuchungen von 22 professionellen Fußballspielern einer Mannschaft der Deutschen Fußball Bundesliga sowie 20 Vergleichsprobanden, unter Berücksichtigung des Alters sowie des BMIs, durchgeführt. Alle Studienteilnehmer erhielten eine T1w- sowie eine fettgesättigte PDw (Protonen-Density-Gewichtung) sequenzbasierende MRT-Untersuchung. Für die quantitative Analyse wurde eine 3D multi-echo T2* Sequenz mit 22 Echozeiten von 4.6 bis 53.6 ms in sagittaler Ebene erstellt. Der tibiotalare Gelenkknorpel wurde in 6 Areale, innerhalb jeweils 3 Zonen (lateral, zentral und medial) unterteilt. Mithilfe einer Auswertungs-Software (ImageJ), wurden sogenannte “Regions-of-interest“ (ROI) manuell in somit insgesamt 18 Regionen des tibiotalaren Knorpels erstellt. Für die statistische Aufbereitung der Studiendaten wurden der „Exakte Test Nach Fischer“ sowie zufällige „Effekt – Modelle“, auf Grundlage eines 95% Konfidenzintervalls angewendet. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die T2*-Werte in der Gruppe der professionellen Fußballspieler in allen prädefinierten Knorpelsegmenten signifikant höher ausfielen im Vergleich zu der gesunden Vergleichskohorte (mean, 17.5 vs. 15.5 ms; p<0.001). In beiden Vergleichsgruppen zeigte die zonale Analyse die höchsten Relaxationszeiten innerhalb der lateralen Zone des tibiotalaren Knorpels. Eine separate Auswertung jeder prädefinierten Knorpelzone ergab die längste Relaxationszeit im posterioren tibiotalaren Knorpel. Basierend auf diesen primären Ergebnissen scheinen die T2* - Werte bei professionellen Fußballspielern erhöht zu sein im Vergleich zu gematchten, gesunden Vergleichsprobanden. Diesbezüglich scheinen die erbrachten Daten mit den Ergebnissen bisheriger, auf diesem Gebiet durchgeführten Studien übereinzustimmen. Die hier vorgestellten Ergebnisse sollten anhand von prospektiven Longitudinalstudien auf diesem Forschungsgebiet verifiziert werden. Hierdurch können genauere Rückschlüsse darüber gezogen werden, ob die Resultate dieser Arbeit frühe subtile Knorpelläsionen vor Beginn einer klinischen Manifestation darstellen, oder als mögliche Adaptation aufgrund von hoher Belastungsintensität zu interpretieren sind.
Kurzfassung auf Englisch: Traumatic injuries as well as chronic degeneration of the articular cartilage are nowadays well known diagnoses and as the worst scenario can end the career of a professional football athlete. Therefore the detection of early changes in the articular cartilage is one of the primary goals to achieve in modern sports medicine. The purpose of the presented study was to perform quantitative analysis of T2* relaxation times of the tibiotalar joint in professional football players and to compare the results to healthy male volunteers. The ankles of 22 professional football players from the highest international level and 20 age- and BMI-matched healthy individuals were investigated. After resting in supine position for 30 minutes, all individuals underwent multiplanar T1w and fat-saturated Pdw MRI. For quantitative analysis a 3D multi-echo T2* sequence with 22 echo times from 4.6 to 53.6 ms was performed in sagittal orientation. The articular cartilage was subdivided into 6 areas. Regions-of-interest (ROI) were manually drawn in three zones (lateral, central, medial) of the tibiotalar cartilage encovering the full cartilage layer using a dedicated software tool (ImageJ). In our comparative study design, T2* relaxation times of the ankle cartilage in professional athletes seem to be consistently prolonged compared to those of an age- and BMI-matched control group (p<0.001). T2* values were significantly higher in professional football players compared to the group of non-athletic male volunteers in all predefined cartilage segments (mean, 17.5 vs. 15.5 ms; p<0.001). In each group, the zonal analysis showed the highest relaxation times in the lateral zone of the tibiotalar cartilage with statistically higher relaxation times in professional football players (18.5 vs. 16.5 ms, p=0.003). Separate evaluation of each predefined cartilage zone revealed the longest relaxation times in the posterior tibiotalar cartilage with 21.0 ms for professional football players compared to 19.4 ms for the healthy volunteers (p=0.064). Based on these initial results, T2* values of the tibiotalar cartilage seem to be elevated in professional football players compared to age-matched healthy volunteers. Prospective longitudinal studies should be encouraged to show if these results represent early subtle cartilage lesions prior to clinical manifestation or rather possible adaption related to repetitive high-level loading.

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