Quantitative Computertomographie und Magnetresonanztomographie der menschlichen Zirbeldrüse

Abstract

Stand der Forschung und Fragestellung Mit zunehmendem Alter finden sich beim Menschen immer häufiger Zirbeldrüsenkonkremente. Die Melatoninproduktion kann dadurch beeinträchtigt werden. Mit Hilfe der Computertomographie kann das Volumen des unverkalkten Zirbeldrüsengewebes (UCPT, uncalcified pineal tissue) quantifiziert werden. In dieser Arbeit wurde der Einfluß der benutzten Schichtdicke auf die Reproduzierbarkeit solcher Messungen untersucht. Außerdem wurde der Zusammenhang zwischen der Signalintensität der Zirbeldrüsen auf MR- Aufnahmen und der Drüsenverkalkung erforscht. Material und Methoden Untersucht wurden 22 postmortal entnommene menschliche Zirbeldrüsen. Die computertomographische Bestimmung des Volumens des unverkalkten Drüsengewebes (UCPT) erfolgte nach der Methode von Kunz et al. Die 1mm-, 2mm-, 4mm- und 8mm- CT-Messungen wurden jeweils zweimal durchgeführt. Als Maß für die Reproduzierbarkeit (repeatability) wurde die Wertepaarvarianz (within-subject- variance) benutzt. Zur statistischen Auswertung dienten der Friedman-Test und der multiple Vergleich nach Wilcoxon und Wilcox. Die MR-Untersuchung jeder Drüse wurde jeweils nur einmal mit Hilfe dreier MR-Sequenzen durchgeführt. Als Maß für die Signalintensität auf MR-Aufnahmen diente das dimensionslose signal intensity ratio (SIR). Der Pearson- Korrelationskoeffizient diente zur statistischen Auswertung des Zusammenhangs zwischen dem SIR-Werten und dem computertomographisch ermittelten mittleren Dichtewerten der Drüsen. Ergebnisse Die 1mm-CT-Methode zeigte die beste Reproduzierbarkeit sowohl für die Drüsenvolumenmessung als auch für die UCPT-Messung. Die within-subject variance der Volumenmessung war 41,5 mm6 und die der UCPT-Messung 44 VU2(VU=volume units). Die 1mm-Messung unterscheidet sich signifikant von der 4mm- und der 8mm-Messung nicht aber von der 2mm-Messung. Bei keiner der drei hier benutzten MR-Sequenzen konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen SIR (signal intensity ratio) und dem computertomographisch ermittelten mittleren Dichtewert der Drüse gefunden. Schlussfolgerung Die Ergebnisse zeigen, daß die 1mm-Methode den 4mm- und 8mm-Methoden hinsichtlich der Reproduzierbarkeit überlegen ist. Die von uns benutzten MR-Sequenzen waren nicht für die Beurteilung der Zirbeldrüsenverkalkung geeignet.

Rationale and Objectives Increasing pineal calcification can cause a relative melatonin deficite. Computed tomography can be used for quantifying the uncalcified pineal tissue volume (UCPT). Earlier studies had shown that the UCPT is positively and significantly associated with the excretion of the melatonine metabolite aMT6s in urine. The main purpose of this study was to estimate the influence of slice thickness on the repeatability of such CT- assisted measurements. Another aim of the study was to examine the relationship between the signal intensity of pineal glands on MR images and their level of calcification. Methods We examined 22 human pineal glands obtained at autopsy. Total pineal volume and uncalcified pineal tissue volume(UCPT) were estimated using a CT-assisted method developed by Kunz et al. CT measurements were repeated twice with a slice thickness of 1, 2, 4 or 8 mm. The within-subject variance of these repeated measurements is an estimate of their repeatability. The Friedman test and the Wilcoxon-Wilcox test were used to compare the repeatability of the different methods. Magnetic resonance imaging was used to measure the SIR (signal intensity ratio) of the pineal glands. SIR is the quotient of the signal intensity of the gland and the signal intensity of water. Each examination included measurements with three different MR sequences (one T2 weighted and two T1 weighted). For each sequence the SIR was compared with the mean radiographic density of the respecive glands using Pearson�s correlation coefficient. The mean radiographic density was calculated using the CT data. Results The 1mm-slice method had the best repeatability. In this case the within-subject variance of the volume measurement was 41,5 mm6 and the within-subject variance of the UCPT measurement was 44 VU2 (VU=Volume Units). The 1mm-slice method has a significantly better repeatability in comparison to the 4mm- and 8mm-methods (p<0,05). For all three MR sequences there was no significant correlation between SIR and mean radiographic density. Conclusions The repeatability of CT-assisted UCPT measurements is greatly influenced by slice thickness. 1mm slices offer a significantly improved repeatability in comparison to 4 mm or 8mm slices. The MR sequences used in this study proved to be unsuitable for the evaluation of pineal calcification.