TY  - THES
A1  - Girardet, Fabian
T1  - Der kardiale BOLD-Effekt und die Narbendarstellung per delayed enhancement in der Magnetresonanztomographie im Vergleich zu Myokardszintigraphie und Koronarangiographie
T1  - The cardial BOLD effect and scar detection by delayed enhancement in MRI compared with myocardial scintigraphy and coronary angiography
N2  - Eine Koronare Herzkrankheit wird derzeit primär im Herzkatheterlabor diagnostiziert oder aus-geschlossen. Werden bei der Untersuchung Stenosen festgestellt, muß von der Morphologie auf die Bedeutung für das versorgte Myokard geschlossen werden. Der Untersucher kann dabei im Herzkatheterlabor nur bedingt beurteilen, inwiefern die Durchblutung des Herzens auch tatsäch-lich eingeschränkt ist. Für den in diesem Fall notwendigen Ischämienachweis steht neben der Myokardszintigraphie mittlerweile auch die kardiale Magnetresonanztomographie zur Verfü-gung. In Vorarbeiten dieser Arbeitsgruppe war es gelungen, das körpereigene Kontrastmittel Hämog-lobin zur Abbildung von Anpassungsvorgängen in poststenotischen Myokardarealen zu nutzen. Bei hämodynamisch relevanter Stenosierung war eine Verkürzung der T2*-Zeit beobachtet worden, die auf eine erhöhte Konzentration des paramagnetischen Desoxyhämoglobin zurück-geführt wurde. Dieser Zusammenhang wird als blood oxygenation level dependent(BOLD)-Effekt bezeichnet. In vorliegender Arbeit wurde die Technik der kardialen T2*-Messung an einem größeren Kol-lektiv von 55 Patienten mit vermuteter oder bekannter KHK erprobt. Die Messungen von T2* wurden in Atemanhaltetechnik mit einer segmentierten Multigradientechosequenz unter Nativ-bedingungen durchgeführt. Als konkurrierendes Verfahren wurde bei allen Patienten die Myo-kardszintigraphie mit Tc99m-Sestamibi durchgeführt. Bei der Auswertung der MRT-Daten zeigte sich, dass 30% der gemessenen T2*-Zeiten zuvor festgelegten statistischen Kriterien nicht genügte und verworfen werden mußte. Für den Ver-gleich der MRT mit der Koronarangiographie als Referenzmethode wurde der kardiale Kurz-achsenschnitt auf midventrikulärer Ebene zu Segmenten von VW/HW und RIVA, RCX, RCA zusammengefasst. Von Segmenten, die deutlich kürzere T2*-Zeiten aufwiesen, als die übrigen Segmente, wurde angenommen, sie lägen im Stromgebiet stenosierter Koronargefäße. Der computergestützte Vergleich beider Verfahren mit der Referenzmethode zeigte, dass die MRT in dem auf VW/HW reduzierten Modell des Herzens gleichwertige Ergebnisse erzielte wie die Myokardszintigraphie (Übereinstimmung T2* 60,5% vs Myokardszintigraphie 52%). Vor dem Hintergrund mangelnder statistischer Signifikanz kann dies als Trend interpretiert werden. Eine weitere Differenzierung des Modells ergab, dass einzeln betrachtet auch die drei Stromgebiete der Koronararterien weitgehend in Übereinstimmung mit der Koronarangi-ographie beurteilt wurden (RIVA 57,9%, RCX 64,9%, RCA 65,8%). Insbesondere Patienten ohne hämodynamische Stenosierung waren gut an homogeneren Relaxationszeiten zu erkennen. Wie in Vorarbeiten gezeigt werden konnte, lässt sich die diagnostische Leistungsfähigkeit durch ein Stressprotokoll weiter verbessern, so dass die BOLD-Bildgebung ein viel versprechendes Verfahren der kardialen Ischämiediagnostik darstellt. Parallel wurde in vorliegender Arbeit der Narbennachweis per delayed enhancement (LE) mit der Myokardszintigraphie verglichen. Abgestorbenes Myokard wird kollagen umgebaut und verfügt danach über größere Zellzwischenräume als normaler Herzmuskel. Das vergrößerte Ver-teilungsvolumen und eine reduzierte Kapillardichte führen dazu, dass das applizierte Kontrast-mittel (Gadodiamide) von dort langsamer entfernt wird als in normalem Myokard. Werden die MRT-Bilder zeitlich verzögert (10-30min) aufgenommen, lässt sich auf diese Weise vernarbtes Herzgewebe an einem kürzeren T1 erkennen. Der Vergleich des Narbennachweises der Myokardszintigraphie mit dem LE zeigte eine hohe Übereinstimmung. Subendokardiales Narbengewebe wurde mit der MRT besser erfasst. BOLD und LE zeigen, dass die MRT in der Lage ist neben der makroskopischen Anatomie auch Anpassungsreaktionen der Mikrozirkulation sowie histologische Veränderungen abzubilden. In weiteren Studien sollte an selektierten Patientenkollektiven ermittelt werden, welchen Einfluss Begleiterkrankungen auf die Ausprägung des BOLD-Effektes haben. Neben Fortschritten in der diagnostischen Zuverlässigkeit könnte dies zu einem besseren Verständnis der Pathophysiologie kardialer Erkrankungen beitragen. Das delayed enhancement weist zuverlässig kardiales Narbengewebe nach und hat aufgrund höherer Auflösung und fehlender Strahlenbelastung deutliche Vorteile gegenüber der Myokard-szintigraphie.
N2  - Coronary artery disease is being diagnosed or excluded primarily in the catheter laboratory. If stenoses are found, the investigator has to determine the relevance of the stenosis based on morphology alone. For a better further assessment cardiac MRI has become available as an alternative to myocardial szintigraphy. In previous studies this group had succeeded in using the body-own contrast agent hemoglobin to visualize altered microcirculation in poststenotic myocardium. Myocardium supplied by arteries with significant stenosis had shorter T2* relaxation time, which were attributed to an increased concentration of the paramagnetic desoxyhemoglobin. This relation is known as blood oxygenation level dependent (BOLD) effect. In this study the value of T2* for diagnosing coronary artery disease (CAD) was tested with 55 patients, who had known or suspected CAD. The measurements of T2 * were accomplished during breath hold with a segmented multi-gradient echo sequence on native conditions. As a competitive procedure all patients underwent myocardial szintigraphy with Tc99m-Sestamibi. During the evaluation it showed up that 30% of T2* data did not meet previously fixed statistic criteria and had to be rejected. For the comparison of MRI results with the coronary angiography as reference method the short axis slice on midventricular level was combined into segments of anterior/posterior wall and RIVA, RCX, RCA. Segments, which showed clearly shorter T2* as the remaining segments, where thought to represent poststenotic myocardium. The computer-assisted comparison of both procedures with the reference method showed that MRI in the simplified heart model obtained equivalent results as the myocardial scintigraphy (overall agreement T2 * 60.5% vs szintigraphy 52%). Due to the fact, that the results did not reach statistic significance, this can only be interpreted as a trend. A further differentiation of the heart model was judged to a large extent in accordance with coronary angiography (RIVA 57.9%, RCX 64.9%, RCA 65.8%). In particular patients without hemodynamic stenoses were recognized well by homogeneous relaxation times. As was shown in previous studies the diagnostic efficiency can be improved by adding a stress protocol. BOLD imaging represents a promising procedure in the field of evaluation of CAD. At the same time scar detection by delayed enhancement (LE) was compared with myocardial scintigraphy. Necrotic myocardium is converted into collagen and has larger cell gaps than normal heart muscle. The increased distribution volume and a reduced capillary density lead to the fact that the injected contrast agent (Gadodiamide) is removed more slowly than in normal myocardium. If MRI pictures were obtained 10-30 min after application of the contrast agent scarred myocardium was clearly recognized be shorter T1. Compared with myocardial scintigraphy delayed enhancement showed a high overall correspondence. Subendcardial scar tissue was better identified with MRI. BOLD and LE show that MRI can visualize apart from macroscopic anatomy also adjustment reactions of the microcirculation as well as histological changes. Further studies should determine at more selected patient collectives, which influence concomitant disease have on the development of the BOLD effect This could, apart from progress in the diagnostic reliability, contribute to a better understanding of pathophysiology of cardiac illnesses. Delayed enhancement identifies reliably scarred myocardium and has advantages due to higher resolution and missing radiation dose in opposite to myocardial scintigraphy.
KW  - BOLD-Effekt
KW  - T2*
KW  - Magnetresonanztomographie
KW  - late enhancement
KW  - SPECT
KW  - BOLD effect
KW  - T2*
KW  - magnetic resonance imaging (MRI)
KW  - late enhancement
KW  - SPECT
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-23266
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ritter, Christian Oliver
T1  - Langzeitverlauf der linksventrikulären Hypertrophie von Mäuseherzen nach Aortenbanding - nichtinvasive Charakterisierung mittels schneller hochauflösender in vivo Magnetresonanztomographie -
T1  - Long term study of left ventricular hypertrophy in mice hearts after aortic banding -non invasive characterization with fast high-resolution in vivo magnetic resonance imaging-
N2  - Diese Arbeit zeigt den zeitlichen Verlauf der geometrischen und funktionellen kardialen Änderungen während chronischer Druckinduktion des Mäuseherzens nach kontrollierter Banding-Operation der Aorta thoracalis im Langzeitverlauf von insgesamt 26 Wochen. Als Kontrollgruppe dienten Tiere, die sich zum gleichen Zeitpunkt einer Pseudo-Operation (Sham-Operation) unterzogen. Zur Erfassung der kardialen Funktionsparameter sowie der Dynamik wurde schnelle hochauflösende MR-Kinobildgebung in einem 7 Tesla Magneten mit Hilfe eines Mikroskopie-Gradientensystems unter Isofluran-Narkose durchgeführt. Erfasst wurden hierbei die Parameter enddiastolisches Volumen (EDV), endsytolisches Volumen (ESV), Schlagvolumen (SV), Auswurffraktion (EF), Herzminutenvolumen (HMV), Herzindex (CI), linksventrikuläre (LV) Masse, LV-Massenindex, LV-Wanddicke endsytolisch und enddiastolisch sowie LV-Entleerungs- und Füllungsrate. Zusätzliche Zeit-Volumen-Kurven wurden berechnet. Zu jedem Untersuchungszeitpunkt wurde eine histologische Aufarbeitung des linken Ventrikels durchgeführt. Die Kardiomyozytengröße wurde nach einer Hämalaun-Eosin-(HE)-Färbung planimetrisch lichtmikroskopisch bestimmmt. Der Grad der einsetzenden Fibrose wurde mit einer Picro-Sirius-Rot(PSR)-Färbung und nachfolgender Mikroskopie mit zirkulär polarisiertem Licht bestimmt. Es zeigten sich die typischen linksventrikulären Veränderungen der druckinduzierten Hypertrophie, die sich in vier Stufen einteilen lässt: Akutphase bis sieben Tage nach Operation, Kompensationsphase bis zwei Wochen nach Operation, Umbauphase bis sieben Wochen nach Operation und die Dekompensationsphase ab sieben Wochen nach Operation. Die Kollagendichte hatte sich zum Beispiel 26 Wochen nach Operation verdoppelt im Vergleich zur Erstuntersuchung. Die zeitliche, funktionelle und histologische Erfassung der linksventrikulären Hypertrophie ist eine wichtige Grundlage für die Planung weiterer Studien, besonders in Hinblick auf den Einsatz von Modellen mit transgenen Tieren sowie Tieren mit Gen-Knockout. Vorteil der kardialen mikroskopischen Magnetresonanztomographie (MRT) ist der Einsatz als Kontrollmethode der Auswirkungen der genetischen Manipulation nahezu direkt nach der Geburt. Entscheidend ist die umfassende kardiovaskuläre Phänotyp-Charakterisierung der Maus als Schlüssel für die Anwendung der experimentell gewonnen Erkenntnisse zum weiteren Verständnis der Morphologie und funktionellen Abläufe des Herzen sowie der sich daraus ableitenden Therapiemöglichkeiten am menschlichen Herzen. Eine Anwendung dieser Bildgebungsmethode an der Maus ist in der Zukunft zum Beispiel auch denkbar für die Untersuchung von Remodeling-Prozessen nach Myokard-Infarkt, regionaler Herzmuskelfunktion unter Verwendung der Stress-Cinematographie, MR-Tagging- sowie Phasenkontrast-Bildgebung und der myokardialen First-Pass-Perfusionsbildgebung in Kombination mit dem späten Kontrastmittel-Enhancement nach Myokardinfarkt.
N2  - This study shows the temporal changes of cardiac geometry and functional parameters after aortic banding in eight C57Bl6-mice. Pressure induced left-ventricular hypertrophy was monitored over 26 weeks. As control we examined the same number of sham-operated mice. A fast, high-resolution microscopic magnetic-resonance imaging (MRI) cine-imaging technique has been applied at each of the six different examination timepoints using a 7 Tesla magnet and Isofluran-anesthesia. We evaluated the following parameter: enddiastolic volume (EDV), endsytolic volume (ESV), stroke volume (SV), ejection fraction (EF), cardiac output (CO), cardiac index (CI), left ventricular (LV) mass, LV-mass index, endsytolic and enddiastolic LV-wall thickness as well as time-resolved LV-volume-time-curves. At each timepoint we sacrificed mice for a histological work-up of the left ventricle. Manual planimetry of the cardiomyocyte size has been performed after hemalaun-eosin (HE) staining. The grade of fibrosis was shown after picro-sirius-red (PSR) staining using circular-polarized light microscopy. Typical changes of left ventricular pressure induced hypertrophy could be depicted and a four step scheme was established: acute phase within seven days after surgery, compensation phase within two weeks, remodelling till seven weeks and decompensation phase starting seven weeks after surgery. The documentation of temporal, functional and histologic changes of left ventricular hypertrophy is an essential base for the planning of further studies, especially respecting its use in models with transgen animals and animals with gen-knockout. The advantage of cardiac microscopic MRI is its use as a control method monitoring genetic changes directly already after birth. Main target is a comprehensive cardiovascular phenotyp-characterization of the the mouse in terms of morpology and function, and the resulting therapy options for humans. In the future, implementation of cardiac microscopic imaging in mice might be applied to study the process of remodeling after myocardial infarction, regional functional parameters using stress-cinematography, MR-tagging- as well as phase-contrast-imaging, and myocardial first-pass-perfusion (FPP) imaging in combination with late contrast ehnhancement after myocardial infarction.
KW  - Linksventrikuläre Hypertrophie
KW  - Maus
KW  - Herz
KW  - Magnetresonanztomographie
KW  - left ventricular hypertrophy
KW  - high-resolution MRI
KW  - microscopic MRI
KW  - mouse
KW  - heart
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-20940
ER  -