Voxel-basierte Morphometrie
Die Voxel-basierte Morphometrie (VBM) befasst sich damit, Hirnstrukturen aus der tomographischen Bildgebung durch Größe, Intensität, Form- und Texturparameter quantitativ zu beschreiben. Diese Maßzahlen werden in Statistiken verwendet und gemeinsam mit anderen klinischen und experimentellen Parametern analysiert [1].
Der Begriff Voxel setzt sich aus den Wörtern volumetric und pixel (Bildpunkt) zusammen. Ein Voxel ist das dreidimensionale Äquivalent eines Pixels. Die Morphometrie ist die Charakterisierung der Form von Objekten durch quantifizierbare Größen.
Um Unterschiede im menschlichen Gehirn zu analysieren, wird bei der Voxel-basierten Morphometrie das gesamte Hirnvolumen auf der Voxel-Ebene auf Anteile von grauer oder weisser Substanz oder von Gehirnflüssigkeit/Knochenstrukturen überprüft. Dabei werden alle kernspintomographischen Bilder der untersuchten Gehirne auf ein einheitliches Maß gebracht, um die Daten in einem standardisierten Raum auszuwerten. Dadurch sind Vergleiche zwischen mehreren Personen möglich. Zuerst werden die Ausrichtung und die Größe der Abbildungen der Gehirne korrigiert: Die Ausrichtung im Raum erfolgt durch Verschiebung und Drehung und die Größenänderung durch Skalierung und Scherung. Danach befinden sich alle Hirnvolumina im selben standardisierten Raum, die lokalen strukturellen Differenzen werden hervorgehoben. Die anschliessende Unterteilung in Abschnitte ergibt parametrische Karten, mit korrespondierenden Anteilen für graue oder weisse Substanz, bzw. der Gehirnflüssigkeit/ Knochenstrukturen. Die Karten werden in jedem Voxel statistisch analysiert. So lassen sich die lokalen strukturellen Unterschiede errechnen, welche eine andere Konzentration oder ein unterschiedliches Volumen aufweisen [2].
Stand 2026: Was VBM beim Cluster-Kopfschmerz gezeigt hat
Ergänzt am 23.09.2026. Der Text oben bleibt stehen.
- 1999 – der Anfang: Mit VBM fand eine Londoner Arbeitsgruppe bei Menschen mit Cluster-Kopfschmerz eine Veränderung der Hirnstruktur in der Gegend des Hypothalamus – an derselben Stelle, die in der PET-Bildgebung während der Attacken aktiv war. Die Autoren schrieben, damit müsse die Vorstellung vom „strukturell normalen“ Gehirn bei primären Kopfschmerzen grundlegend überdacht werden.[1]
- Spätere VBM-Studien fanden vor allem weniger graue Substanz in Regionen, die an der Schmerzverarbeitung und -hemmung beteiligt sind, z. B. im Stirnhirn, im Thalamus und in der Inselrinde (15 Menschen mit episodischem Cluster-Kopfschmerz, 2012; 49 Menschen, 2013). Eine Veränderung am Hypothalamus nennen die Zusammenfassungen dieser beiden Studien nicht. Die Studie von 2013 fand außerdem Unterschiede zwischen der Zeit in und außerhalb einer Episode.[2][3]
- 2017 – gezielt nachgemessen: Eine niederländische Studie hat den Hypothalamus gezielt untersucht, mit VBM und zusätzlich von Hand ausgemessen. Der Hypothalamus war bei episodischem und chronischem Cluster-Kopfschmerz größer als bei Menschen ohne Kopfschmerz und bei Menschen mit Migräne (im Mittel 1,89 und 1,87 ml gegenüber 1,72 und 1,68 ml), vor allem im vorderen Teil.[4]
- Was das heißt: Das sind Gruppenunterschiede aus Forschungsstudien. Für die Diagnose bei einem einzelnen Menschen wird VBM nicht verwendet; die Diagnose stellt die Ärztin oder der Arzt nach den Beschwerden (siehe Diagnose).
Belege zu diesem Abschnitt:
- ↑ May A, Ashburner J, Büchel C, McGonigle DJ, Friston KJ, Frackowiak RS, Goadsby PJ (1999). "Correlation between structural and functional changes in brain in an idiopathic headache syndrome". Nat Med 5 (7): 836–838. doi:. PMID 10395332. Am 23.09.2026 über Europe PMC geprüft.
- ↑ Absinta M, Rocca MA, Colombo B u. a. (2012). "Selective decreased grey matter volume of the pain-matrix network in cluster headache". Cephalalgia 32 (2): 109–115. doi:. PMID 22174349. Am 23.09.2026 über Europe PMC geprüft.
- ↑ Yang FC, Chou KH, Fuh JL u. a. (2013). "Altered gray matter volume in the frontal pain modulation network in patients with cluster headache". Pain 154 (6): 801–807. doi:. PMID 23582154. Am 23.09.2026 über Europe PMC geprüft.
- ↑ Arkink EB, Schmitz N, Schoonman GG u. a. (2017). "The anterior hypothalamus in cluster headache". Cephalalgia 37 (11): 1039–1050. doi:. PMID 27530226. Volumen (Mittelwert): episodisch 1,89 ml, chronisch 1,87 ml, Kontrollen 1,72 ml, Migräne 1,68 ml. Am 23.09.2026 über Europe PMC geprüft.
Literatur
- May A (April 2010). "Das Fenster zur Kopfschmerzforschung: Was lehrt uns die funktionelle und strukturelle Neurobildgebung?". Schmerz 24 (2): 130–6. doi:. PMID 20376601.
- Schwedt TJ, Dodick DW.: Advanced neuroimaging of migraine. Lancet Neurol. June 2009; 8(6): 560-8. DOI.
- Weiller C, Meyer PT, Hennig J (August 2010). "Wissenschaftliche Neurobildgebung in der Medizin". Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz 53 (8): 801–9. doi:. PMID 20700779.
Einzelnachweise
- Morphometrie, Max-Planck-Institut für neurologische Forschung
- Funktionelle Bildgebung und Voxel-basierte Morphometrie, Klinik für Neurologie der Universität Regensburg
- Wikipedia (en): Voxel-based morphometry
- Department of Cognitive Neurology, Institute of Neurology, Queen Square, London: Voxel-Based Morphometry - The Methods (PDF Datei)
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