@phdthesis{Lubina2013,
  author    = {Lubina, Nora},
  title     = {3,0 Tesla HR-MR-Mammographie bei pathologischer Mamillensekretion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-106180},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Da die h{\"a}ufigste Ursache der pathologischen Mamillensekretion ein benigner Prozess ist, sollte die Diagnostik mittels nicht invasiver Verfahren im Vordergrund stehen. Dabei stellt die Kernspintomographie eine wichtige Modalit{\"a}t dar, vor allem wenn die Mammographie und die Mammasonographie keine Befunde zeigen. In dieser Studie wurden Patientinnen mit pathologischer Mamillensekretion mittels MR-Mammographie bei 3,0 Tesla und anschließend mittels Galaktographie untersucht. Von Juli 2009 bis Juni 2012 wurden 50 Patientinnen in die Studie eingeschlossen, die eine pathologische Mamillensekretion zeigten und einer MR-Mammographie bei 3,0 Tesla zustimmten. Bei allen Studienteilnehmerinnen waren sowohl die Mammographie als auch die Mammasonographie negativ oder zeigten einen unklaren Befund. Weitere Einschlusskriterien waren im Normbereich liegende Nieren- und Prolaktinwerte. Sechs Patientinnen zeigten einen beidseitigen Ausfluss. Hier wurden beide Br{\"u}ste in die Studie eingeschlossen, so dass insgesamt 56 F{\"a}lle mit einem Durchschnittsalter von 51,2 Jahren (Standardabweichung ± 12,8 Jahre, Median 52,5 Jahre) betrachtet wurden. {\"A}ltere Patientinnen zeigten dabei h{\"a}ufiger maligne Ursachen als j{\"u}ngere, ohne Nachweis eines signifikanten Unterschieds (p = 0,272). Bei der klinischen Untersuchung war in 44,6\% (25/56) ein nicht-blutiger und in 55,4\% (31/56) ein blutiger Ausfluss erkennbar. Die Inzidenz der Malignit{\"a}t in der Gruppe der blutigen Sekretion war h{\"o}her (19,4\% vs. 8,0\%), jedoch nicht signifikant (p = 0,23). In der Literatur wird davon berichtet, dass bei blutigem Ausfluss das Risiko f{\"u}r ein Mammakarzinom h{\"o}her ist. Es wird aber auch darauf hingewiesen, dass bei einem nicht-blutigen Ausfluss ein Malignom keinesfalls ausgeschlossen werden kann. Die h{\"a}ufigste Ursache der pathologischen Mamillensekretion war, wie auch in der Literatur berichtet wird, mit 39,4\% ein Papillom. Insgesamt wurde in 14,8\% ein Malignom nachgewiesen. Dies ist etwas h{\"o}her als die vergleichbaren Angaben von 2\% - 10\% in der Literatur. Es bestand ein signifikanter, direkt proportionaler Zusammenhang zwischen Gr{\"o}ße in der MR-Mammographie und Malignit{\"a}t (p = 0,019). Ein Ph{\"a}nomen, das Liberman et al. ebenfalls beschrieben. Sowohl sie als auch Langer et al. empfehlen somit bei L{\"a}sionen, die kleiner als 5 mm sind, aufgrund der geringen Malignomrate auf eine Biopsie zu verzichten. Auch in der vorliegenden Studie waren alle L{\"a}sionen < 5 mm benigne. Zwischen der MR-mammographisch gesch{\"a}tzten Gr{\"o}ße und der histopathologisch ermittelten Gr{\"o}ße konnte eine signifikant hohe Korrelation gezeigt werden (Korrelationskoeffizient nach Pearson 0,095, p < 0,0001). Dabei wurden die Befunde in der Kernspintomographie tendenziell gr{\"o}ßer dargestellt. Die gleiche Erfahrung machten auch Son et al. und Schouten van der Velden et al.. Die Ergebnisse der MR-Mammographie wurden mit der danach durchgef{\"u}hrten Galaktographie verglichen. Ein wichtiger Nachteil der Galaktographie zeigte sich in der eingeschr{\"a}nkten Durchf{\"u}hrbarkeit. In 23,3\% konnte diese nicht erfolgreich beendet werden. In der Literatur wird von {\"a}hnlichen Prozents{\"a}tzen gesprochen. Zus{\"a}tzlich erzielten wir im Vergleich zur MR-Mammographie sowohl eine geringere Sensitivit{\"a}t (86\% vs. 96\%) als auch eine niedrigere Spezifit{\"a}t (33\% vs. 70\%) f{\"u}r die Galaktographie, was sicherlich auch die Schwierigkeit der Unterscheidung zwischen benignen und malignen Befunden bei einer Galaktographie widerspiegelt. Morrogh et al. verglichen die Galaktographie mit der MR-Mammographie bei 1,5 Tesla ebenfalls bei Patientinnen mit pathologischer Mamillensekretion und negativer Standarddiagnostik. Die von ihnen berichtete Sensitivit{\"a}t von 83\% f{\"u}r die MR-Mammographie ist vergleichbar mit der der vorliegenden Studie (75\%). Bei 1,5 Tesla erreichten sie allerdings nur eine Spezifit{\"a}t von 62\%, die geringer ist als die von uns errechnete Spezifit{\"a}t von 88\%. Auch andere Studien referieren eine h{\"o}here Spezifit{\"a}t bei h{\"o}herer Feldst{\"a}rke. Um dies allerdings aussagekr{\"a}ftig zu zeigen, muss eine intraindividuelle Studie bei 1,5 Tesla und 3,0 Tesla durchgef{\"u}hrt werden. Zusammenfassend kann man jedoch sagen, dass die Galaktographie durch die nicht invasive, strahlungsfreie MR-Mammographie bei der Untersuchung von Patientinnen mit pathologischer Mamillensekretion ersetzt werden sollte, insbesondere wenn die Standarddiagnostik keine auff{\"a}lligen Befunde liefern konnte.},
  subject      = {NMR-Mammographie},
  language  = {de}
}
@article{HertleinSturmJakobetal.2013,
  author    = {Hertlein, Tobias and Sturm, Volker and Jakob, Peter and Ohlsen, Knut},
  title     = {\(^{19}\)F Magnetic Resonance Imaging of Perfluorocarbons for the Evaluation of Response to Antibiotic Therapy in a Staphylococcus aureus Infection Model},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {8},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {5},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0064440},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130113},
  pages     = {e64440},
  year      = {2013},
  abstract  = {Background The emergence of antibiotic resistant bacteria in recent decades has highlighted the importance of developing new drugs to treat infections. However, in addition to the design of new drugs, the development of accurate preclinical testing methods is essential. In vivo imaging technologies such as bioluminescence imaging (BLI) or magnetic resonance imaging (MRI) are promising approaches. In a previous study, we showed the effectiveness of \(^{19}\)F MRI using perfluorocarbon (PFC) emulsions for detecting the site of Staphylococcus aureus infection. In the present follow-up study, we investigated the use of this method for in vivo visualization of the effects of antibiotic therapy. Methods/Principal findings Mice were infected with S. aureus Xen29 and treated with 0.9\% NaCl solution, vancomycin or linezolid. Mock treatment led to the highest bioluminescence values during infection followed by vancomycin treatment. Counting the number of colony-forming units (cfu) at 7 days post-infection (p.i.) showed the highest bacterial burden for the mock group and the lowest for the linezolid group. Administration of PFCs at day 2 p.i. led to the accumulation of \(^{19}\)F at the rim of the abscess in all mice (in the shape of a hollow sphere), and antibiotic treatment decreased the \(^{19}\)F signal intensity and volume. Linezolid showed the strongest effect. The BLI, cfu, and MRI results were comparable. Conclusions \(^{19}\)F-MRI with PFCs is an effective non-invasive method for assessing the effects of antibiotic therapy in vivo. This method does not depend on pathogen specific markers and can therefore be used to estimate the efficacy of antibacterial therapy against a broad range of clinically relevant pathogens, and to localize sites of infection.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Portmann2023,
  author    = {Portmann, Johannes},
  title     = {Accelerated inversion recovery MRI of the myocardium using spiral acquisition},
  doi       = {10.25972/OPUS-30282},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-302822},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {This work deals with the acceleration of cardiovascular MRI for the assessment of functional information in steady-state contrast and for viability assessment during the inversion recovery of the magnetization. Two approaches are introduced and discussed in detail. MOCO-MAP uses an exponential model to recover dynamic image data, IR-CRISPI, with its low-rank plus sparse reconstruction, is related to compressed sensing. MOCO-MAP is a successor to model-based acceleration of parametermapping (MAP) for the application in the myocardial region. To this end, it was augmented with a motion correction (MOCO) step to allow exponential fitting the signal of a still object in temporal direction. Iteratively, this introduction of prior physical knowledge together with the enforcement of consistency with the measured data can be used to reconstruct an image series from distinctly shorter sampling time than the standard exam (< 3 s opposed to about 10 s). Results show feasibility of the method as well as detectability of delayed enhancement in the myocardium, but also significant discrepancies when imaging cardiac function and artifacts caused already by minor inaccuracy of the motion correction. IR-CRISPI was developed from CRISPI, which is a real-time protocol specifically designed for functional evaluation of image data in steady-state contrast. With a reconstruction based on the separate calculation of low-rank and sparse part, it employs a softer constraint than the strict exponential model, which was possible due to sufficient temporal sampling density via spiral acquisition. The low-rank plus sparse reconstruction is fit for the use on dynamic and on inversion recovery data. Thus, motion correction is rendered unnecessary with it. IR-CRISPI was equipped with noise suppression via spatial wavelet filtering. A study comprising 10 patients with cardiac disease show medical applicability. A comparison with performed traditional reference exams offer insight into diagnostic benefits. Especially regarding patients with difficulty to hold their breath, the real-time manner of the IR-CRISPI acquisition provides a valuable alternative and an increase in robustness. In conclusion, especially with IR-CRISPI in free breathing, a major acceleration of the cardiovascular MR exam could be realized. In an acquisition of less than 100 s, it not only includes the information of two traditional protocols (cine and LGE), which take up more than 9.6 min, but also allows adjustment of TI in retrospect and yields lower artifact level with similar image quality.},
  subject      = {Kernspintomografie},
  language  = {en}
}
@article{RullmannPreusserPoppitzetal.2019,
  author    = {Rullmann, Michael and Preusser, Sven and Poppitz, Sindy and Heba, Stefanie and Gousias, Konstantinos and Hoyer, Jana and Sch{\"u}tz, Tatjana and Dietrich, Arne and M{\"u}ller, Karsten and Hankir, Mohammed K. and Pleger, Burkhard},
  title     = {Adiposity Related Brain Plasticity Induced by Bariatric Surgery},
  series = {Froniers in Human Neuroscience},
  volume    = {13},
  journal   = {Froniers in Human Neuroscience},
  doi       = {10.3389/fnhum.2019.00290},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-227168},
  pages     = {1-11},
  year      = {2019},
  abstract  = {Previous magnetic resonance imaging (MRI) studies revealed structural-functional brain reorganization 12 months after gastric-bypass surgery, encompassing cortical and subcortical regions of all brain lobes as well as the cerebellum. Changes in the mean of cluster-wise gray/white matter density (GMD/WMD) were correlated with the individual loss of body mass index (BMI), rendering the BMI a potential marker of widespread surgery-induced brain plasticity. Here, we investigated voxel-by-voxel associations between surgery-induced changes in adiposity, metabolism and inflammation and markers of functional and structural neural plasticity. We re-visited the data of patients who underwent functional and structural MRI, 6 months (n = 27) and 12 months after surgery (n = 22), and computed voxel-wise regression analyses. Only the surgery-induced weight loss was significantly associated with brain plasticity, and this only for GMD changes. After 6 months, weight loss overlapped with altered GMD in the hypothalamus, the brain's homeostatic control site, the lateral orbitofrontal cortex, assumed to host reward and gustatory processes, as well as abdominal representations in somatosensory cortex. After 12 months, weight loss scaled with GMD changes in right cerebellar lobule VII, involved in language-related/cognitive processes, and, by trend, with the striatum, assumed to underpin (food) reward. These findings suggest time-dependent and weight-loss related gray matter plasticity in brain regions involved in the control of eating, sensory processing and cognitive functioning.},
  language  = {en}
}
@article{PetritschKoestlerGassenmaieretal.2016,
  author    = {Petritsch, Bernhard and K{\"o}stler, Herbert and Gassenmaier, Tobias and Kunz, Andreas S and Bley, Thorsten A and Horn, Michael},
  title     = {An investigation into potential gender-specific differences in myocardial triglyceride content assessed by \(^{1}\)H-Magnetic Resonance Spectroscopy at 3Tesla},
  series = {Journal of International Medical Research},
  volume    = {44},
  journal   = {Journal of International Medical Research},
  number    = {3},
  doi       = {10.1177/0300060515603884},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-168808},
  pages     = {585-591},
  year      = {2016},
  abstract  = {Objective: Over the past decade, myocardial triglyceride content has become an accepted biomarker for chronic metabolic and cardiac disease. The purpose of this study was to use proton (hydrogen 1)-magnetic resonance spectroscopy (\(^{1}\)H-MRS) at 3Tesla (3 T) field strength to assess potential gender-related differences in myocardial triglyceride content in healthy individuals. Methods: Cardiac MR imaging was performed to enable accurate voxel placement and obtain functional and morphological information. Double triggered (i.e., ECG and respiratory motion gating) \(^{1}\)H-MRS was used to quantify myocardial triglyceride levels for each gender. Two-sample t-test and Mann-Whitney U-test were used for statistical analyses. Results: In total, 40 healthy volunteers (22 male, 18 female; aged >18 years and age matched) were included in the study. Median myocardial triglyceride content was 0.28\% (interquartile range [IQR] 0.17-0.42\%) in male and 0.24\% (IQR 0.14-0.45\%) in female participants, and no statistically significant difference was observed between the genders. Furthermore, no gender-specific difference in ejection fraction was observed, although on average, male participants presented with a higher mean ± SD left ventricular mass (136.3 ± 25.2 g) than female participants (103.9 ± 16.1 g). Conclusions: The study showed that \(^{1}\)H-MRS is a capable, noninvasive tool for acquisition of myocardial triglyceride metabolites. Myocardial triglyceride concentration was shown to be unrelated to gender in this group of healthy volunteers.},
  language  = {en}
}
@article{HeroldHerzWinteretal.2017,
  author    = {Herold, Volker and Herz, Stefan and Winter, Patrick and Gutjahr, Fabian Tobias and Andelovic, Kristina and Bauer, Wolfgang Rudolf and Jakob, Peter Michael},
  title     = {Assessment of local pulse wave velocity distribution in mice using k-t BLAST PC-CMR with semi-automatic area segmentation.},
  series = {Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance},
  volume    = {19},
  journal   = {Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance},
  number    = {77},
  doi       = {10.1186/s12968-017-0382-2},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-157696},
  year      = {2017},
  abstract  = {Background: Local aortic pulse wave velocity (PWV) is a measure for vascular stiffness and has a predictive value for cardiovascular events. Ultra high field CMR scanners allow the quantification of local PWV in mice, however these systems are yet unable to monitor the distribution of local elasticities. Methods: In the present study we provide a new accelerated method to quantify local aortic PWV in mice with phase-contrast cardiovascular magnetic resonance imaging (PC-CMR) at 17.6 T. Based on a k-t BLAST (Broad-use Linear Acquisition Speed-up Technique) undersampling scheme, total measurement time could be reduced by a factor of 6. The fast data acquisition enables to quantify the local PWV at several locations along the aortic blood vessel based on the evaluation of local temporal changes in blood flow and vessel cross sectional area. To speed up post processing and to eliminate operator bias, we introduce a new semi-automatic segmentation algorithm to quantify cross-sectional areas of the aortic vessel. The new methods were applied in 10 eight-month-old mice (4 C57BL/6J-mice and 6 ApoE\(^{(-/-)}\)-mice) at 12 adjacent locations along the abdominal aorta. Results: Accelerated data acquisition and semi-automatic post-processing delivered reliable measures for the local PWV, similiar to those obtained with full data sampling and manual segmentation. No statistically significant differences of the mean values could be detected for the different measurement approaches. Mean PWV values were elevated for the ApoE\(^{(-/-)}\)-group compared to the C57BL/6J-group (3.5 ± 0.7 m/s vs. 2.2 ± 0.4 m/s, p < 0.01). A more heterogeneous PWV-distribution in the ApoE \(^{(-/-)}\)-animals could be observed compared to the C57BL/6J-mice, representing the local character of lesion development in atherosclerosis. Conclusion: In the present work, we showed that k-t BLAST PC-MRI enables the measurement of the local PWV distribution in the mouse aorta. The semi-automatic segmentation method based on PC-CMR data allowed rapid determination of local PWV. The findings of this study demonstrate the ability of the proposed methods to non-invasively quantify the spatial variations in local PWV along the aorta of ApoE\(^{(-/-)}\)-mice as a relevant model of atherosclerosis.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Karaus2010,
  author    = {Karaus, Alexander},
  title     = {Aufbau und Anwendung von Verfahren der Magnetresonanztomografie mit stimulierten Echos},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-49190},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung von Schnellbild-Verfahren der Magnetresonanztomografie (MRT), die auf der Messung stimulierter Echosignale beruhen. Die schnellen STEAM (STEAM = stimulated echo acquisition mode) MRT-Technik leidet im Gegensatz zu alternativen Messtechniken auch bei hohen Magnetfeldst{\"a}rken nicht unter Bildverzerrungen und Begrenzungen durch eine hohe Hochfrequenzbelastung. Da sie jedoch Bilder geringerer Signalintensit{\"a}t liefert, bestand das Prim{\"a}rziel dieser Arbeit in einer Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verh{\"a}ltnisses, um die Vorteile f{\"u}r die Herzbildgebung und die diffusionsgewichtete MRT des Gehirns besser nutzen zu k{\"o}nnen (Anwendungen am Menschen bei einer Feldst{\"a}rke von 3 Tesla). Durch eine Kombination verschiedener physikalischer (Messtechnik, Ortskodierung, Unterabtastung) und mathematischer Maßnahmen (Bildrekonstruktion) konnte in dieser Arbeit eine erhebliche Signalsteigerung bei gleichzeitiger Verk{\"u}rzung des Messzeit von Einzelbildern erreicht werden. Die Ergebnisse der STEAM-MRT am Herzen zeigen Schnittbilder des Herzmuskels ohne den st{\"o}renden Einfluss der Signale des Blutes. Die diffusionsgewichtete MRT des Gehirns lieferte ohne Suszeptibilit{\"a}tsartefakte eine verzerrungsfreie Kartierung des Diffusionstensors und - daraus abgeleitet - eine anatomisch korrekte, dreidimensionale Rekonstruktion von Nervenfaserbahnen etwa des Cingulums.},
  subject      = {NMR-Tomographie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Werner2010,
  author    = {Werner, Anne},
  title     = {Beitr{\"a}ge zu makromolekularen Kontrastmitteln f{\"u}r die Magnetresonanztomographie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56331},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Synthese heptadentater Ligandsysteme f{\"u}r die Magnetresonanztomographie. Neben der Synthese von Gadolinium- und Mangankomplexen stand die Entwicklung makromolekularer Kontrastmittel auf Dendrimerbasis im Mittelpunkt dieser Arbeit.},
  subject      = {NMR-Tomographie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wech2012,
  author    = {Wech, Tobias},
  title     = {Compressed Sensing in der funktionellen kardialen Magnetresonanztomographie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-77179},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die MRT des Herzens wird aufgrund hoher Reproduzierbarkeit und geringer Variabilit{\"a}t als Referenzstandard f{\"u}r die Bestimmung der kardialen Funktion betrachtet. Auch in der pr{\"a}klinischen Forschung bietet die MRT eine ausgezeichnete Charakterisierung der kardialen Funktion und erm{\"o}glicht eine exzellente Analyse modellierter Krankheitsbilder. In beiden F{\"a}llen besteht jedoch weiterhin Optimierungsbedarf. Die klinische Herz-MRT stellt ein aufwendiges Verfahren mit relativ langer Messzeit dar und ist dadurch mit hohen Untersuchungskosten verbunden. In der pr{\"a}klinischen Kleintierbildgebung m{\"u}ssen zum Erreichen der notwendigen h{\"o}heren Orts- und Zeitaufl{\"o}sung ebenfalls lange Aufnahmezeiten in Kauf genommen werden. Um die kardiale MRT dort routinem{\"a}ßig in großen Studienkollektiven anwenden zu k{\"o}nnen, ist eine schnellere Bildgebung essentiell. Neben einer Verbesserung der Tomographen-Hardware und der Optimierung von Bildgebungssequenzen standen im letzten Jahrzehnt vermehrt informationstheoretische Ans{\"a}tze zur Beschleunigung der MR-Datenakquisition im Fokus der Entwicklung. W{\"a}hrend zu Beginn des Jahrtausends die Parallele Bildgebung (PI) einen Forschungsschwerpunkt repr{\"a}sentierte, spielte sich in den letzten f{\"u}nf Jahren vermehrt die von Donoho und Cand{\`e}s eingef{\"u}hrte Compressed Sensing (CS) Theorie in den Vordergrund. Diese erm{\"o}glicht eine Signalrekonstruktion aus unvollst{\"a}ndig gemessenen Koeffizienten einer linearen Messung (z.B. Fouriermessung) unter Ausnutzung der Sparsit{\"a}t des Signals in einer beliebigen Transformationsbasis. Da sich die MRT hervorragend f{\"u}r den Einsatz von CS eignet, wurde die Technik in der Forschung bereits vielfach angewendet. Die zur Rekonstruktion unterabgetasteter Aufnahmen n{\"o}tigen CS-Algorithmen haben jedoch eine signifikante Ver{\"a}nderung des Bildgebungsprozesses der MRT zur Folge. Konnte dieser zuvor in guter N{\"a}herung als linear und station{\"a}r betrachtet werden, so repr{\"a}sentiert die CS-Rekonstruktion eine nichtlineare und nichtstation{\"a}re Transformation. Objektinformation wird nicht mehr ortsunabh{\"a}ngig und proportional zur Intensit{\"a}t in die Abbildung transportiert. Das Bild ist viel mehr das Ergebnis eines Optimierungsprozesses, der sowohl die Konsistenz gegen{\"u}ber der unterabgetasteten Messung als auch die Sparsit{\"a}t des Signals maximiert. Der erste Teil dieser Dissertation beschreibt eine Methode, die eine objektive Einsch{\"a}tzung der Bildqualit{\"a}t CS-rekonstruierter MR-Bilder erm{\"o}glicht. Die CS-Beschleunigung verspricht eine Verk{\"u}rzung der Messzeit ohne Verlust an Bildqualit{\"a}t, wobei letztere bisher gr{\"o}ßtenteils qualitativ bzw. quantitativ nur unzureichend beurteilt wurde. Konnte der Bildgebungsprozess der klassischen MRT (linear und station{\"a}r) durch die Bestimmung einer Punktspreizfunktion (PSF) robust und effektiv validiert und optimiert werden, erlauben die CS-Algorithmen aufgrund ihres nichtlinearen und nichtstation{\"a}ren Verhaltens ohne Weiteres keine {\"a}quivalente Analyse. Um dennoch eine entsprechende Evaluierung des CS-Bildgebungsprozesses zu erm{\"o}glichen, wurde die Anwendung einer lokalen Punktspreizfunktion (LPSF) f{\"u}r den in der Folge verwendeten Iterative Soft Thresholding Algorithmus untersucht. Die LPSF ber{\"u}cksichtigt die Ortsabh{\"a}ngigkeit der CS-Rekonstruktion und muss daher f{\"u}r jeden Ort (Pixel) eines Bildes bestimmt werden. Dar{\"u}ber hinaus wurde die LPSF im linearen Bereich der CS-Transformation ermittelt. Dazu wurde das zu bewertende Bild nach Anwenden einer kleinen lokalen St{\"o}rung rekonstruiert. Die Breite des Hauptmaximums der LPSF wurde schließlich verwendet, um ortsaufgel{\"o}ste Aufl{\"o}sungsstudien durchzuf{\"u}hren. Es wurde sowohl der Einfluss typischer Unterabtastschemata f{\"u}r CS als auch der Einsatz diskreter Gradienten zur Sparsifizierung eines Phantombildes untersucht. Anschließend wurde die Prozedur zur Bestimmung der r{\"a}umlichen und zeitlichen Aufl{\"o}sung in der Herzbildgebung getestet. In allen Beispielen erm{\"o}glichte das vorgeschlagene Verfahren eine solide und objektive Analyse der Bildaufl{\"o}sung CS-rekonstruierter Aufnahmen. Wurde zuvor meist ausschließlich auf Vergleiche mit einer vollst{\"a}ndig abgetasteten Referenz zur Qualit{\"a}tsbeurteilung zur{\"u}ckgegriffen, so stellt die vorgestellte Aufl{\"o}sungsbestimmung einen Schritt in Richtung einer standardisierten Bildanalyse bei der Verwendung der Beschleunigung mittels CS dar. Die Analyse der Abtastmuster zeigte, dass auch bei der Anwendung von CS die Ber{\"u}cksichtigung der nominell h{\"o}chsten Frequenzen k_max unerl{\"a}sslich ist. Fr{\"u}here Publikationen schlagen Abtastfolgen mit einer teils starken Gewichtung der Messpunkte zum k-Raum-Zentrum hin vor. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit relativieren ein derartiges Vorgehen, da zumindest bei den durchgef{\"u}hrten Untersuchungen ein Aufl{\"o}sungsverlust bei analoger Vorgehensweise zu verzeichnen war. Ebenso zeigten sich dynamische Aufnahmen, die unter Verwendung des x-f-Raums als sparse Basis rekonstruiert wurden, durchaus anf{\"a}llig f{\"u}r zeitliches Blurring. Dieses resultiert aus der Unterdr{\"u}ckung hoher zeitlicher Frequenzen und konnte durch die ortsaufgel{\"o}sten Aufl{\"o}sungskarten sichtbar gemacht werden. Neben der Aufl{\"o}sung ist f{\"u}r eine umfassende Analyse der Bildqualit{\"a}t auch die Untersuchung potentieller Aliasing-Artefakte sowie des Signal-zu-Rausch-Verh{\"a}ltnisses (SNR) notwendig. W{\"a}hrend Aliasing mit Hilfe der Eintr{\"a}ge der LPSF außerhalb des Hauptmaximums untersucht werden kann, wurde in Kap. 5 eine Modifikation der Multi-Replika-Methode von Robson et al. zur Rauschanalyse bei Verwendung nichtlinearer Algorithmen vorgestellt. Unter Einbeziehung aller genannten Qualit{\"a}tsparameter ist eine robuste Bewertung der Bildqualit{\"a}t auch bei einer Verwendung von CS m{\"o}glich. Die differenzierte Evaluierung ebnet den Weg hin zu einem objektiven Vergleich neuer Entwicklungen mit bisherigen Standard-Techniken und kann dadurch den Einzug von CS in die klinische Anwendung vorantreiben. Nach den theoretischen Betrachtungen der Bildqualit{\"a}t behandelt die Dissertation die erstmalige Anwendung von CS zur Beschleunigung der funktionellen Herzdiagnostik in der pr{\"a}klinischen MR-Kleintierbildgebung. Diese Studien wurden in Zusammenarbeit mit der British Heart Foundation Experimental Magnetic Resonance Unit (BMRU) der University of Oxford durchgef{\"u}hrt. Die Algorithmen f{\"u}r eine Beschleunigung mittels der CS-Theorie wurden anhand der dort am 9,4T Tomographen gemessenen (unterabgetasteten) Datens{\"a}tze entwickelt und optimiert. Zun{\"a}chst wurde eine Beschleunigung ausschließlich mittels CS untersucht. Dazu wurde die segmentierte, EKG- und Atemgetriggerte kartesische Cine-Aufnahme in Phasenkodierrichtung unterabgetastet und mittels CS rekonstruiert. Die sparse Darstellung wurde durch Ermitteln zeitlicher Differenzbilder f{\"u}r jede Herzphase erhalten. Durch Variation der Abtastmuster in der zeitlichen Dimension konnte ein vollst{\"a}ndig abgetastetes zeitliches Mittelbild bestimmt werden, das anschließend von jedem einzelnen Herzphasenbild subtrahiert wurde. In einer Validierungsphase wurden an der Maus vollst{\"a}ndig aufgenommene Cine-Akquisitionen retrospektiv unterabgetastet, um die maximal m{\"o}gliche Beschleunigung mittels CS zu ermitteln. Es wurden u.a. funktionelle Herz-Parameter f{\"u}r jede Gruppe des jeweiligen Beschleunigungsfaktors bestimmt und mittels einer statistischen Analyse verglichen. Die Gesamtheit aller Ergebnisse zeigte die M{\"o}glichkeit einer dreifachen Beschleunigung ohne eine Degradierung der Genauigkeit der Methode auf. Die ermittelte Maximalbeschleunigung wurde in einer unterabgetastet gemessenen Bilderserie mit anschließender CS-Rekonstruktion validiert. Die Abtastschemata wurden dazu mit Hilfe der Transformations-Punktspreizfunktion weiter optimiert. In einer Erweiterung der Studie wurde zum Zweck einer noch h{\"o}heren Beschleunigung die CS-Technik mit der PI kombiniert. Erneut fand eine Unterabtastung der Phasenkodierrichtung einer kartesischen Trajektorie statt. Die Messungen erfolgten mit einer 8-Kanal-M{\"a}usespule an einem 9,4T Tomographen. Um das Potential beider Beschleunigungstechniken auszunutzen, wurden die Methoden CS und PI in serieller Weise implementiert. F{\"u}r die PI-Beschleunigung wurde der vollst{\"a}ndig abgetastete k-Raum zun{\"a}chst gleichm{\"a}ßig unterabgetastet. Auf dem resultierenden Untergitter wurde zus{\"a}tzlich eine Unterabtastung nach Pseudo-Zufallszahlen durchgef{\"u}hrt, um eine Beschleunigung mittels CS zu erm{\"o}glichen. Die entwickelte Rekonstruktion erfolgte ebenfalls seriell. Zun{\"a}chst wurde mittels CS das {\"a}quidistante Untergitter rekonstruiert, um anschließend mittels GRAPPA die noch fehlenden Daten zu berechnen. Um eine zus{\"a}tzliche Messung zur Kalibrierung der GRAPPA-Faktoren zu umgehen, wurde das {\"a}quidistant unterabgetastete Untergitter von Herzphase zu Herzphase um je einen Phasenkodierschritt weitergeschoben. Dieses Vorgehen erlaubt die Ermittlung eines vollst{\"a}ndig abgetasteten k-Raums mit einer geringeren zeitlichen Aufl{\"o}sung, der die notwendige Bestimmung der Wichtungsfaktoren erm{\"o}glicht. Folgende Kombinationen von Beschleunigungsfaktoren wurden mittels retrospektiver Unterabtastung eines vollst{\"a}ndig aufgenommenen Datensatzes untersucht: R_CS x R_PI = 2 x 2, 2 x 3, 3 x 2 und 3 x 3. Die Analyse des Bildrauschens, des systematischen Fehlers und der Aufl{\"o}sung f{\"u}hrte zu dem Schluss, dass eine sechsfache Beschleunigung mit Hilfe der hybriden Rekonstruktionstechnik m{\"o}glich ist. W{\"a}hrend mit steigender CS-Beschleunigung der systematische Fehler leicht anstieg, f{\"u}hrte ein h{\"o}herer PI-Beschleunigungsfaktor zu einer leichten Verst{\"a}rkung des statistischen Fehlers. Der statistische Fehler zeigte jedoch ebenfalls eine Verringerung bei steigender Beschleunigung mittels CS. Die Fehler waren allerdings stets auf einem Niveau, das durchaus auch Beschleunigungen bis R_CS x R_PI =3 x 3 zul{\"a}sst. Die LPSF-Analyse zeigte einen Verlust der r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung von ca. 50 \% bei R=6 sowie einen mittleren Verlust von 64 \% bei R=9. Offensichtlich ging die ebenfalls beobachtete Minimierung des Bildrauschens durch den CS-Algorithmus im Falle der relativ stark verrauschten Kleintieraufnahmen zu Lasten der Bildaufl{\"o}sung. Die mit zunehmender Beschleunigung st{\"a}rker geblurrten Grenzen zwischen Blutpool und Myokardgewebe erschweren die Segmentierung und stellen eine m{\"o}gliche Fehlerquelle dar. Unter Beachtung aller Ergebnisse ist eine sechsfache Beschleunigung (R_CS x R_PI = 2 x 3, 3 x 2) vertretbar. Die Hinzunahme der PI erm{\"o}glicht somit im Vergleich zur alleinigen Verwendung von CS eine weitere Beschleunigung um einen Faktor von zwei. Zusammenfassend erm{\"o}glicht der Einsatz von CS in der pr{\"a}klinischen funktionellen Herzbildgebung am Kleintier eine deutliche Reduktion der Messzeit. Bereits ohne Vorhandensein von Mehrkanalspulen kann die notwendige Datenmenge ohne signifikante Beeinflussung der Messergebnisse auf ein Drittel reduziert werden. Ist der Einsatz von Spulenarrays m{\"o}glich, kann die mit PI m{\"o}gliche dreifache Beschleunigung um einen weiteren Faktor zwei mittels CS auf R=6 erweitert werden. Dementsprechend kann CS einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, dass das Potential Herz-MRT am Kleintier in großen Studienkollektiven effektiver abgerufen werden kann. Im letzten Teil der Arbeit wurde eine Technik f{\"u}r die funktionelle klinische MR-Herzbildgebung entwickelt. Hier wurde eine Beschleunigung mittels CS verwendet, um die Aufnahme des gesamten Herzens innerhalb eines Atemstillstandes des Patienten zu erm{\"o}glichen. Bei der derzeitigen Standardmethode werden {\"u}blicherweise 10-15 2D-Schichten des Herzens akquiriert, wobei jede einzelne Aufnahme einen Atemstillstand des Patienten erfordert. F{\"u}r die notwendige Beschleunigung wurde eine unterabgetastete 3D-Trajektorie verwendet. Durch Phasenkodierung einer Richtung sowie radiale Projektionen in den beiden anderen Dimensionen konnte eine effiziente Aufnahme unterhalb des Nyquist-Kriteriums erreicht werden. Die Sparsifizierung erfolgte, wie bereits in der beschriebenen pr{\"a}klinischen Anwendung, durch die Subtraktion eines zeitlichen Mittelbildes. In einer Simulation anhand eines retrospektiv unterabgetasteten Datensatzes konnte die theoretische Funktionalit{\"a}t der Rekonstruktionstechnik bei einer Beschleunigung bez{\"u}glich der Nyquist-Abtastung von R ~ 10 validiert werden. Die Unterschiede zum vollst{\"a}ndig abgetasteten Datensatz waren vernachl{\"a}ssigbar klein, so dass die vorgeschlagene Abtastfolge am Tomographen implementiert wurde. Mit dieser Sequenz wurde anschließend eine funktionelle Bilderserie an einem gesunden Probanden mit vollst{\"a}ndiger Herzabdeckung innerhalb eines Atemstopps aufgenommen. Fehlende Daten wurden analog zur Simulation mit Hilfe des vorgeschlagenen Algorithmus rekonstruiert. Im Vergleich zur Simulation ergaben sich aufgrund des Schichtprofils der 3D-Slab-Anregung zus{\"a}tzliche Aliasing-Artefakte in den {\"a}ußeren Partitionen. Die f{\"u}r radiale Aufnahmen typischen Streifenartefakte waren im rekonstruierten Bild, wenn auch mit sehr geringer Amplitude, noch erkennbar. Davon abgesehen wurde die Dynamik jedoch {\"u}ber das gesamte Herz hinweg gut dargestellt. Der hohe Kontrast zwischen Myokard und Blutpool bescheinigt den Bildern eine hervorragende Eignung f{\"u}r die Bestimmung funktioneller Herzparameter mittels einer Segmentierung. Zusammengefasst erlaubt die entwickelte Methode aufgrund der drastischen Reduktion der notwendigen Atemstopps des Patienten einen deutlich erh{\"o}hten Patientenkomfort sowie einen schnelleren Durchsatz aufgrund der verk{\"u}rzten Messzeit.},
  subject      = {Kernspintomografie},
  language  = {de}
}
@article{FranichMederBehr2020,
  author    = {Franich, Robert A. and Meder, Roger and Behr, Volker C.},
  title     = {Dewatering Green Sapwood Using Carbon Dioxide Undergoing Cyclical Phase Change between Supercritical Fluid and Gas},
  series = {Molecules},
  volume    = {25},
  journal   = {Molecules},
  number    = {22},
  issn      = {1420-3049},
  doi       = {10.3390/molecules25225367},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-219327},
  year      = {2020},
  abstract  = {Conventional kiln drying of wood operates by the evaporation of water at elevated temperature. In the initial stage of drying, mobile water in the wood cell lumen evaporates. More slowly, water bound in the wood cell walls evaporates, requiring the breaking of hydrogen bonds between water molecules and cellulose and hemicellulose polymers in the cell wall. An alternative for wood kiln drying is a patented process for green wood dewatering through the molecular interaction of supercritical carbon dioxide with water of wood cell sap. When the system pressure is reduced to below the critical point, phase change from supercritical fluid to gas occurs with a consequent large change in CO2 volume. This results in the efficient, rapid, mechanical expulsion of liquid sap from wood. The end-point of this cyclical phase-change process is wood dewatered to the cell wall fibre saturation point. This paper describes dewatering over a range of green wood specimen sizes, from laboratory physical chemistry studies to pilot-plant trials. Magnetic resonance imaging and nuclear magnetic resonance spectroscopy were applied to study the fundamental mechanisms of the process, which were contrasted with similar studies of conventional thermal wood drying. In conclusion, opportunities and impediments towards the commercialisation of the green wood dewatering process are discussed.},
  language  = {en}
}