@phdthesis{Bauer2002,
  author    = {Bauer, Wolfgang Rudolf},
  title     = {Analytische N{\"a}herungsverfahren zur Beschreibung der nuklearen Spin-Dephasierung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4674},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die Dynamik der Kernspindephasierung in lebenden Systemen enh{\"a}lt relevante Informationen {\"u}ber biologisch wichtige Parameter, wie Sauerstoffversorgung, Mikrozirkulation, Diffusion etc.. Urs{\"a}chlich f{\"u}r die Dephasierung sind Interaktionen des Spins mit fluktuierenden Magnetfeldern. Notwendig sind also Modelle, welche diese Interaktionen mit den biologisch relevanten Parametern in Beziehung setzen. Problematisch ist, daß fast alle analytische Ans{\"a}tze nur in extremen Dynamikbereichen der St{\"o}rfeldfluktuationen (motional narrowing - , static dephasing limit) g{\"u}ltig sind. In dieser Arbeit zeigen wir einen Ansatz, mit dem man die Dynamik der St{\"o}rfeldfluktuationen erheblich vereinfachen und trotzdem noch deren wesentliche Eigenschaften beibehalten kann. Dieser Ansatz ist nicht auf einen speziellen Dynamikbereich festgelegt. Angewendet wird dieses N{\"a}herungsverfahren zur Beschreibung der Spin Dephasierung im Herzmuskel. Die Relaxationszeiten erh{\"a}lt man als Funktion der Kapillardichte und Blutoxygenierung. Vergleiche mit numerisch errechneten Daten anderer, eigenen Messungen am menschlichen Herzen und experimentellen Befunden in der Literatur, best{\"a}tigen die theoretischen Vorhersagen.},
  subject      = {Biologisches System},
  language  = {de}
}
@article{NordbeckBeerKoestleretal.2012,
  author    = {Nordbeck, Peter and Beer, Meinrad and K{\"o}stler, Herbert and Ladd, Mark E. and Quick, Harald H. and Bauer, Wolfgang R. and Ritter, Oliver},
  title     = {Cardiac catheter ablation under real-time magnetic resonance guidance},
  series = {European Heart Journal},
  volume    = {33},
  journal   = {European Heart Journal},
  number    = {15},
  doi       = {10.1093/eurheartj/ehs139},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-125638},
  year      = {2012},
  abstract  = {One of the main shortcomings of interventional electrophysiology (EP) is its inability to generate sufficient soft tissue contrast for intra-procedural visualization of the myocardium and the surrounding tissue, using conventional imaging techniques. Interventional cardiovascular magnetic resonance imaging (MRI) aims at bringing about significant improvements to the complex and decisive EP interventions far beyond the capabilities of currently available supportive imaging techniques used to surmount the drawbacks of fluoroscopy, as MRI not only allows of precise three-dimensional exposure of the cardiovascular morphology, but also proves to be a promising technique exclusively suitable for direct visualization of arrhythmogenic substrate and therapeutic effects. The major challenge posed by clinical …},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Haddad2003,
  author    = {Haddad, Daniel},
  title     = {Hochfeld 1H-NMR-Mikroskopie zur biophysikalischen Grundlagenforschung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12449},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Dank der mit modernen NMR-Spektrometern (Kernspintomographen) routinem{\"a}ßig realisierbaren isotropen r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sungen von wenigen Mikrometern, ergeben sich f{\"u}r die 1H NMR-Mikroskopie zahlreiche neue Anwendungsgebiete. Allerdings sind die M{\"o}glichkeiten und Grenzen der NMR-Mikroskopie bez{\"u}glich ihrer praktischen Anwendbarkeit bisher nur wenig untersucht worden. Die vorliegende Arbeit ist im Bereich der biophysikalischen Grundlagenforschung angesiedelt und soll die praktische Anwendbarkeit der NMR-Mikroskopie auf neuen medizinischen und biologischen Anwendungsgebieten anhand von ausgew{\"a}hlten Beispielen aus diesen Bereichen demonstrieren. Die einzelnen Projekte besitzen deswegen immer auch den Charakter von Machbarkeitsstudien, die aufzeigen sollen, welche M{\"o}glichkeiten und Vorteile die NMR-Mikroskopie im Vergleich zu etablierten Untersuchungsmethoden bietet. Im Detail wurden unterschiedliche lebende und fixierte biologische Proben mittels NMR-Mikroskopie zerst{\"o}rungsfrei und r{\"a}umlich hochaufgel{\"o}st dargestellt. Dabei variierte die spezielle Zielsetzung von der Visualisierung der Invasion eines Tumorsph{\"a}roiden in ein Zellaggregat anhand von T2-Parameterkarten (Zeitkonstante der Spin-Spin-Relaxation) {\"u}ber die dreidimensionale Darstellung des Gehirns der Honigbiene in der intakten Kopfkapsel bis hin zur nicht-invassiven Abbildung der Anatomie prenataler Delphine. F{\"u}r alle durchgef{\"u}hrten Projekte war der nicht-invasive Charakter der NMR-Experimente von entscheidender Bedeutung. Die zu beobachtende Tumorinvasion durfte nicht durch die Messung beeinflusst werden, das Bienengehirn sollte m{\"o}glichst naturgetreu abgebildet werden, und die untersuchten Delphine sind seltene Museumsst{\"u}cke, die nicht zerst{\"o}rt werden durften. Die verschiedenen Proben wurden mit der jeweils bestm{\"o}glichen r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung visualisiert, die sich entweder durch das minimal n{\"o}tige Signal-zu-Rausch-Verh{\"a}ltnis (SNR) oder durch die zur Verf{\"u}gung stehende Messzeit ergab. Um einzelne feine Strukturen in den Bildern aufl{\"o}sen zu k{\"o}nnen, mussten sowohl das SNR, als auch das Kontrast-zu-Rausch-Verh{\"a}ltnis optimiert werden. Die Messungen wurden an Hochfeld-NMR-Spektrometern bei 500 und 750 MHz durchgef{\"u}hrt, um das f{\"u}r die hohe Aufl{\"o}sung notwendige SNR zu gew{\"a}hrleisten. Mit den Experimenten konnten zahlreiche Fragen bez{\"u}glich mikroskopischer Details der verschiedenen untersuchten Proben nicht-invasiv beantworten werden. Gleichzeitig f{\"u}hrten sie zu neuen interessanten Fragestellungen bez{\"u}glich der NMR-Mikroskopie an fixierten Proben. Dar{\"u}ber hinaus konnte die praktische Anwendbarkeit der NMR-Mikroskopie als Alternative bzw. Erg{\"a}nzung zu herk{\"o}mmlichen Untersuchungsmethoden wie der konfokalen Lasermikroskopie bei der Visualisierung des Bienengehirns und der konventionellen Histologie bei der Untersuchung der Anatomie der prenatalen Delphine demonstriert werden. Durch die Untersuchung der speziellen Vorteile und der Grenzen der Anwendung der NMR-Mikroskopie gegen{\"u}ber den herk{\"o}mmlichen Untersuchungsmethoden konnte konkret der praktische Nutzen ihres Einsatzes aufgezeigt und Ergebnisse erzielt werden, die sonst nicht erzielbar w{\"a}ren. Gerade der Einsatz der NMR-Mikroskopie in Form der NMR-Histologie stellt einen vielversprechenden Weg zur Etablierung der NMR-Mikroskopie als Routineuntersuchungsmethode dar. Als ebenso erfolgreich hat sich die Anwendung der NMR-Mikroskopie als Untersuchungsmethode bei der Beobachtung der Tumorinvasion erwiesen, so dass sie auch in der medizinischen in-vitro Forschung und Therapiesimulation als sinnvolle Alternative zu den vorhandenen Methoden angesehen werden kann. Anhand der ausgew{\"a}hlten Anwendungsbeispiele ist es in dieser Arbeit somit gelungen, neue, konkrete Einsatzm{\"o}glichkeiten f{\"u}r die NMR-Mikroskopie zu er{\"o}ffnen und ihre praktische Anwendbarkeit als Untersuchungsmethode f{\"u}r Fragestellungen im Bereich der medizinischen in-vitro Forschung und verschiedener neuro- und entwicklungsbiologischer Bereiche zu demonstrieren.},
  subject      = {NMR-Spektroskopie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Amari2003,
  author    = {Amari, Feriel},
  title     = {Magnetresonanzangiographie der Becken- und Beingef{\"a}ße},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4559},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {In einem Zeitraum von Oktober 1997 bis Mai 1998 werden an 19 Patienten 22 Untersuchungen der Becken- und Bein-Arterien sowohl in MRA-Technik als auch als i.a. DSA durchgef{\"u}hrt. Hierbei finden im Rahmen der MRA-Untersuchung in allen F{\"a}llen die zeitaufgel{\"o}ste, Kontrastmittel-unterst{\"u}tzte 3d-Flash-Sequenz und die EKG-getriggerte 2d-Flash-Multivenc-Pha-senkontrast-Sequenz Anwendung. Beide Methoden werden in der Diagnostik der pAVK von der Aortenbifurkation bis zum distalen Unterschenkel getestet und in 3 F{\"a}llen im Rahmen einer periinterventionellen Kontrolle vor und nach PTA eingesetzt. Das Patientenkollektiv setzt sich ausnahmslos aus Patienten mit pAVK zusammen, die h{\"a}ufig Nebenbefunde wie zum Beispiel einen Diabetes mellitus oder eine Niereninsuffizienz aufweisen. Die Auswertung der Angiographien erfolgt durch die Zuordnung der verschiedenen arte-riellen Abschnitte zu verschiedenen Stenosegraden und dem anschließenden statistischen Ver-gleich der Befunde der MRA und der i.a.DSA. Als Ergebnisse erhalten wir f{\"u}r die Kontrastmittel-unterst{\"u}tzte MRA eine {\"U}bereinstim-mungsrate mit der i.a. DSA von 79\% sowie eine Sensitivit{\"a}t von 96,7\% und eine Spezifit{\"a}t von 97\% f{\"u}r die Abbildung h{\"a}modynamisch relevanter Stenosen. Die Sensitivit{\"a}t f{\"u}r die Detektion von Verschl{\"u}ssen betr{\"a}gt 97,8\% und die entsprechende Spezifit{\"a}t 99,2\%. Die Phasenkontrast-MRA zeigt im Vergleich mit der i.a.DSA eine schw{\"a}chere {\"U}berein-stimmungsrate von 65,4\% sowie eine Sensitivit{\"a}t von 88,3\% und eine Spezifit{\"a}t von 85,6\% f{\"u}r die Darstellung h{\"a}modynamisch relevanter Stenosen. F{\"u}r die Diagnose eines Gef{\"a}ßverschlus-ses ist die Sensitivit{\"a}t 89\% und die Spezifit{\"a}t 91,8\%. Als Schlußfolgerung wird festgestellt, daß die MRA eine nichtinvasive, zur i.a.DSA {\"a}qui-valente Untersuchungsmethode darstellt, die bei Kontraindikationen gegen die i.a.DSA einge-setzt werden kann. Im Vergleich zur Phasenkontrast-MRA ist die Kontrastmittel-unterst{\"u}tzte MRA sowohl ein schnelleres als auch ein pr{\"a}ziseres Verfahren zur Diagnostik von Gef{\"a}ßl{\"a}sio-nen der Becken-Bein-Arterien und bietet den Vorteil der 3-dimensionalen Darstellung. Die Phasenkontrast-MRA ist insbesondere durch die einfache Durchf{\"u}hrbarkeit und die fehlende Invasivit{\"a}t ebenfalls als Verfahren zur Diagnostik der peripheren AVK denkbar, jedoch ist zur exakten Stenosegraduierung im Bereich der L{\"a}sion eine nachgeschaltete Untersuchung mit weiteren Methoden n{\"o}tig. Die MRA kann in der postinterventionellen, angiographischen Kontrolle eingesetzt werden. F{\"u}r die Empfehlung zum routinem{\"a}ßigen Einsatz in diesem Bereich sind jedoch Studien mit gr{\"o}ßeren Fallzahlen n{\"o}tig. In naher Zukunft l{\"a}ßt sich die MRA-Technik durch die Entwicklung von leistungsf{\"a}hi-geren Gradientenspulensystemen, neuen Prototypen von Oberfl{\"a}chenspulen, intelligenteren Nachverarbeitungs-Algorhytmen und Blutpool-Kontrastmitteln noch weiter optimieren. Die Evolution der MRA-Technik wird ihre Integration in die Routinediagnostik vereinfachen und ihr Indikationsspektrum erweitern.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Purea2008,
  author    = {Purea, Edmund Armin},
  title     = {New Methods and Applications in Nuclear Magnetic Resonance Microscopy using small RF Coils},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-31066},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Nuclear magnetic resonance (NMR) imaging is a well-established imaging technique. If the achieved spatial resolution is below 100 um, it is usually denoted as magnetic resonance microscopy (MRM). The spatial resolution limit is on the order of a few um. As a downside, high resolution imaging is usually time-consuming and technological requirements are very sumptuous. Furthermore, miniaturization of the radiofrequency (RF) coil leading to a so-called microcoil is necessary; it also brings along detrimental effects. Therefore, there is a high potential for optimizing present MRM methods. Hence it is the aim of this work to improve and further develop present methods in MRM with focus on the RF coil and to apply those methods on new biological applications. All experiments were conducted on a Bruker 17.6 T system with a maximum gradient strength of 1 T/m and four RF receiver channels. Minimizing the RF coil dimensions, leads to increased artefacts due to differences in magnetic susceptibility of the coil wire and surrounding air. Susceptibility matching by immersing the coil in FC-43 is the most common approach that fulfills the requirements of most applications. However, hardly any alternatives are known for cases where usage of FC-43 is not feasible due to its specific disadvantages. Two alternative substances (bromotricholoromethane and Fomblin Y25) were presented and their usability was checked by susceptibility determination and demonstration experiments after shimming under practical conditions. In a typical MRM microcoil experiment, the sample volume is significantly smaller than the maximum volume usable for imaging. This mismatch has been optimized in order to increase the experiment efficiency by increasing the number of probe coils and samples used. A four-channel probehead consisting of four individual solenoid coils suited for cellular imaging of Xenopus laevis oocytes was designed, allowing simultaneous acquisition from four samples. All coils were well isolated and allowed quantitative image acquisition with the same spatial resolution as in single coil operation. This method has also been applied in other studies for increased efficiency: using X. laevis oocytes as a single cell model, the effect of chemical fixation on intracellular NMR relaxation times T1 and T2 and on diffusion was studied for the first time. Significant reduction of relaxation times was found in all cell compartments; after reimmersion in buffer, values return close to the initial values, but there were small but statistically significant differences due to residual formaldehyde. Embryos of the same species have been studied morphologically in different developmental stages. Wild type embryos were compared to embryos that had experienced variations in protein levels of chromosomal proteins HMGN and H1A. Significant differences were found between wild type and HMGN-modified embryos, while no difference was observed between wild type and H1-modified embryos. These results were concordant with results obtained from light microscopy and histology. The technique of molecular imaging was also performed on X. laevis embryos. Commercially available antibodies coupled to ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO) dextrane coated particles (MACS) served as a specific probe detectable by MRM, the aim being the detection of tissue specific contrast variations. Initially, the relaxivity of MACS was studied and compared to Resovist and VSOP particles. The iron concentration was determined quantitatively by using a general theoretical approach and results were compared to values obtained from mass spectroscopy. After incubation with MACS antibodies, intraembryonal relaxation times were determined in different regions of the embryo. These values allowed determination of local iron oxide particle concentrations, and specific binding could be distinguished from unspecific binding. Although applications in this work were focused on X. laevis oocytes and embryos, 3D-imaging on a beewolf head was also carried out in order to visualize the postpharyngeal gland. Additionally, an isolated beewolf antenna was imaged with a spatial resolution of (8 um)^3 for depiction of the antennal glands by using a microcoil that was specially designed for this sample. The experiments carried out in this work show that commercially available MRM systems can be significantly optimized by using small sample-adapted RF coils and by parallel operation of multiple coils, by which the sample throughput and thus time-efficiency is increased. With this optimized setup, practical use was demonstrated in a number of new biological applications.},
  subject      = {Magnetische Resonanz},
  language  = {en}
}
@article{MonteliusLjungbergHornetal.2012,
  author    = {Montelius, Mikael and Ljungberg, Maria and Horn, Michael and Forssell-Aronsson, Eva},
  title     = {Tumour size measurement in a mouse model using high resolution MRI},
  series = {BMC Medical Imaging},
  volume    = {12},
  journal   = {BMC Medical Imaging},
  number    = {12},
  doi       = {10.1186/1471-2342-12-12},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-124049},
  year      = {2012},
  abstract  = {Background Animal models are frequently used to assess new treatment methods in cancer research. MRI offers a non-invasive in vivo monitoring of tumour tissue and thus allows longitudinal measurements of treatment effects, without the need for large cohorts of animals. Tumour size is an important biomarker of the disease development, but to our knowledge, MRI based size measurements have not yet been verified for small tumours (10-2-10-1 g). The aim of this study was to assess the accuracy of MRI based tumour size measurements of small tumours on mice. Methods 2D and 3D T2-weighted RARE images of tumour bearing mice were acquired in vivo using a 7 T dedicated animal MR system. For the 3D images the acquired image resolution was varied. The images were exported to a PC workstation where the tumour mass was determined assuming a density of 1 g/cm3, using an in-house developed tool for segmentation and delineation. The resulting data were compared to the weight of the resected tumours after sacrifice of the animal using regression analysis. Results Strong correlations were demonstrated between MRI- and necropsy determined masses. In general, 3D acquisition was not a prerequisite for high accuracy. However, it was slightly more accurate than 2D when small (<0.2 g) tumours were assessed for inter- and intraobserver variation. In 3D images, the voxel sizes could be increased from 1603 μm3 to 2403 μm3 without affecting the results significantly, thus reducing acquisition time substantially. Conclusions 2D MRI was sufficient for accurate tumour size measurement, except for small tumours (<0.2 g) where 3D acquisition was necessary to reduce interobserver variation. Acquisition times between 15 and 50 minutes, depending on tumour size, were sufficient for accurate tumour volume measurement. Hence, it is possible to include further MR investigations of the tumour, such as tissue perfusion, diffusion or metabolic composition in the same MR session.},
  language  = {en}
}