Klinikum rechts der Isar Technische Universität München
Neuro-Kopf-Zentrum
Abteilung für Neuroradiologie
Forschungsgruppen und Projekte
Bildgebung der Wirbelsäule
Kurzbeschreibung
Die Wirbelsäule stellt ein zentrales Organ bei vielen neurologischen und muskuloskelettalen Erkrankungen dar. Wir verbessern die 3D-Bildgebung der Wirbelsäule mit neuen Rekonstruktionsalgorithmen in der CT und neuen Sequenzen in der MRT. Diese Bildgebung wird mittels komplexer Nachverarbeitungsalgorithmen quantitativ ausgewertet. So werden zum einen die Ursachen und Zusammenhänge beim chronischen Rückenschmerz untersucht. Zum anderen wird im Rahmen der Osteoporose versucht, Frakturen besser vorherzusagen und Empfehlungen für die Art einer operativen Versorgung zu entwickeln.
Abbildung: Durchschnittliche lokale Abnahme der Knochendichte mit zunehmendem Alter (Valentinitsch et al., ASBMR 2015).Hierzu haben wir ein online-screening-tool entwickelt, das in vorhandenen CT Daten Wirbelkörperfrakturen delektiert und die Knochendichte vollautomatisch bestimmt. Es steht unter https://anduin.bonescreen.de frei zur Verfügung.
Leitung
 | Prof. Dr. J. S. Kirschke (geb. Bauer) |
Mitarbeiter
PD Dr. med. Thomas Baum;
PD Dr. med. Benedikt J. Schwaiger;
Alexander Valentinitsch, PhD;
Dr. med. Elisabeth Klupp;
Dr. med. Dipl.-Ing. Maximilian Löffler;
Dr. Dr. med. Nico Sollmann, B.A.;
Anjany Sekuboyina, PhD Student;
Amir Bayat, PhD Student;
Tanja Lerchl, PhD Student;
Mareike Hebel, Cand. med.;
Alina Jakob, Cand. med.;
Sofiia Pazynych, Cand. med.
Kooperation
Prof. B. Menze (IBBM, Informatik, TUM);
Dr. D. Karampinos (Radiologie, TUM);
Prof. E. Rank (Bauingenieurwesen, TUM);
Prof. F. Pfeiffer (Biophysik, TUM);
S. Karupppasamy (Singapur);
Prof. P. Noël, University of Pennsylvania;
Prof. K. Gruber, Universität Koblenz;
Prof. V. Senner, Sportmaterialien, TUM
Förderung
DFG BA 4085 2/1; BMWi KF 2016102AK2
ERC-StG iBack
DFG BA 4906/1-1
DFG BA 4906/2-1
Link: https://deep-spine.de/
Ausgewählte Publikationen
Sekuboyina A, Bayat AH, Husseini ME, Löffler M, Menze BM, ..., Kirschke JS. VerSe: A Vertebrae Labelling and Segmentation Benchmark.
Löffler MT, Sollmann N, Burian E, Bayat A, Aftahy K, Baum T, Meyer B, Ryang Y, Kirschke JS. Opportunistic osteoporosis screening reveals low bone density in patients with screw loosening after lumbar semi-rigid instrumentation: a case-control study", DOI: 10.3389/fendo.2020.552719.
Löffler M, Sekuboyina A, Jakob A, Grau AL, Scharr A, Husseini ME, Herbell M, Zimmer C, Baum T, Kirschke JS., A Vertebral Segmentation Dataset with Fracture Grading. Radiology: Artificial Intelligence, 2020
Sollmann N, Mei K, Riederer I, Probst M, Löffler MT, Kirschke JS, Noël PB, Baum T. Low-dose MDCT: evaluation of the impact of systematic tube current reduction and sparse sampling on the detection of degenerative spine diseases. Eur Radiol. 2020 Sep 18. doi: 10.1007/s00330-020-07278-7.
Roski F, Hammel J, Mei K, Haller B, Baum T, Kirschke JS, Pfeiffer D, Woertler K, Pfeiffer F, Noël PB, Gersing AS, Schwaiger BJ. Opportunistic osteoporosis screening: contrast-enhanced dual-layer spectral CT provides accurate measurements of vertebral bone mineral density. Eur Radiol. 2020 Oct 14. doi: 10.1007/s00330-020-07319-1.
Sollmann N, Zoffl A, Franz D, et al.. Regional variation in paraspinal muscle composition using chemical shift encoding-based water-fat MRI Quant Imaging Med Surg. 2020 Feb;10(2):496-507. doi: 10.21037/qims.2020.01.10.
Anitha DP, Baum T, Kirschke JS, Subburaj K. Effect of the intervertebral disc on vertebral bone strength prediction: a finite-element study. Spine J. 2020 Apr;20(4):665-671. doi: 10.1016/j.spinee.2019.11.015. Epub 2019 Dec 10.
Löffler MT, Sollmann N, Mei K, Valentinitsch A, Noël PB, Kirschke JS, Baum T. X-ray-based quantitative osteoporosis imaging at the spine. Osteoporos Int. 2020 Feb;31(2):233-250. doi: 10.1007/s00198-019-05212-2. Epub 2019 Nov 14.
Sekuboyina A. et al., Labelling Vertebrae with 2D Reformations of Multidetector CT Images: An Adversarial Approach for Incorporating Prior Knowledge of Spine Anatomy. Radiology: Artificial Intelligence, 2020, https://doi.org/10.1148/ryai.2020190074.
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Mookiah MRK, Rohrmeier A, Dieckmeyer M, Mei K, Kopp FK, Noel PB, Kirschke JS, Baum T, Subburaj K. Feasibility of opportunistic osteoporosis screening in routine contrast-enhanced multi detector computed tomography (MDCT) using texture analysis. Osteoporos Int. 2018 Apr;29(4):825-835. doi: 10.1007/s00198-017-4342-3.
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Anitha D, Subburaj K, Mei K, Kopp FK, Foehr P, Noel PB, Kirschke JS, Baum T. Effects of dose reduction on bone strength prediction using finite element analysis. Sci Rep. 2016 Dec 9;6:38441. doi: 10.1038/srep38441.
Kaesmacher J, Liebl H, Baum T, Kirschke JS. Bone Mineral Density Estimations From Routine Multidetector Computed Tomography: A Comparative Study of Contrast and Calibration Effects. J Comput Assist Tomogr. 2017 Mar/Apr;41(2):217-223.
Kopp FK, Holzapfel K, Baum T, Nasirudin RA, Mei K, Garcia EG, Burgkart R, Rummeny EJ, Kirschke JS, Noël PB. Effect of Low-Dose MDCT and Iterative Reconstruction on Trabecular Bone Microstructure Assessment. PLoS One. 2016 Jul 22;11(7):e0159903. doi: 10.1371/journal.pone.0159903.
Baum T, Yap SP, Dieckmeyer M, Ruschke S, Eggers H, Kooijman H, Rummeny EJ, Bauer JS, Karampinos DC. Assessment of whole spine vertebral bone marrow fat using chemical shift-encoding based water-fat MRI. J Magn Reson Imaging. 2015 Oct;42(4):1018-23.
Eggl E, Malecki A, Schaff F, Potdevin G, Noël PB, Bauer JS, Gordijenko O, Grande García E, Burgkart R, Rummeny EJ, Baum T, Pfeiffer F. Prediction of vertebral failure load by using x-ray vector radiographic imaging. Radiology. 2015 May;275(2):553-61. doi: 10.1148/radiol.14141317.
Schwaiger BJ, Gersing AS, Baum T, Noël PB, Zimmer C, Bauer JS. Bone Mineral Density Values Derived from Routine Lumbar Spine Multidetector Row CT Predict Osteoporotic Vertebral Fractures and Screw Loosening. AJNR Am J Neuroradiol. 2014 Aug;35(8):1628-33. doi: 10.3174/ajnr.A3893.