TY - JOUR A1 - Sauer, Stephanie A1 - Goltz, Jan P. A1 - Gassenmaier, Tobias A1 - Kunz, Andreas S. A1 - Bley, Thorsten A. A1 - Klein, Detlef A1 - Petritsch, Bernhard T1 - Partial Segmental Thrombosis of the Corpus Cavernosum (PSTCC) diagnosed by contrast-enhanced ultrasound: a case report JF - BMC Urology N2 - Background Partial segmental thrombosis of the corpus cavernosum (PSTCC) is a rare disease predominantly occurring in young men. Cardinal symptoms are pain and perineal swelling. Although several risk factors are described in the literature, the exact etiology of penile thrombosis remains unclear in most cases. MRI or ultrasound (US) is usually used for diagnosing this condition. Case presentation We report a case of penile thrombosis after left-sided varicocele ligature in a young patient. The diagnosis was established using contrast-enhanced ultrasound (CEUS) and was confirmed by contrast-enhanced magnetic resonance imaging (ceMRI). Successful conservative treatment consisted of systemic anticoagulation using low molecular weight heparin and acetylsalicylic acid. Conclusion PSTCC is a rare condition in young men and appears with massive pain and perineal swelling. In case of suspected PSTCC utilization of CEUS may be of diagnostic benefit. KW - MRI KW - priapism KW - corpus cavernosum KW - penile thrombosis KW - contrast-enhanced ultrasound Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-126495 VL - 14 IS - 100 ER - TY - JOUR A1 - Sauer, Alexander A1 - Li, Mengxia A1 - Holl-Wieden, Annette A1 - Pabst, Thomas A1 - Neubauer, Henning T1 - Readout-segmented multi-shot diffusion-weighted MRI of the knee joint in patients with juvenile idiopathic arthritis JF - Pediatric Rheumatology N2 - Background: Diffusion-weighted MRI has been proposed as a new technique for imaging synovitis without intravenous contrast application. We investigated diagnostic utility of multi-shot readout-segmented diffusion-weighted MRI (multi-shot DWI) for synovial imaging of the knee joint in patients with juvenile idiopathic arthritis (JIA). Methods: Thirty-two consecutive patients with confirmed or suspected JIA (21 girls, median age 13 years) underwent routine 1.5 T MRI with contrast-enhanced T1w imaging (contrast-enhanced MRI) and with multi-shot DWI (RESOLVE, b-values 0–50 and 800 s/mm\(^2\)). Contrast-enhanced MRI, representing the diagnostic standard, and diffusion-weighted images at b = 800 s/mm\(^2\) were separately rated by three independent blinded readers at different levels of expertise for the presence and the degree of synovitis on a modified 5-item Likert scale along with the level of subjective diagnostic confidence. Results: Fourteen (44%) patients had active synovitis and joint effusion, nine (28%) patients showed mild synovial enhancement not qualifying for arthritis and another nine (28%) patients had no synovial signal alterations on contrast-enhanced imaging. Ratings by the 1st reader on contrast-enhanced MRI and on DWI showed substantial agreement (κ = 0.74). Inter-observer-agreement was high for diagnosing, or ruling out, active arthritis of the knee joint on contrast-enhanced MRI and on DWI, showing full agreement between 1st and 2nd reader and disagreement in one case (3%) between 1st and 3rd reader. In contrast, ratings in cases of absent vs. little synovial inflammation were markedly inconsistent on DWI. Diagnostic confidence was lower on DWI, compared to contrast-enhanced imaging. Conclusion: Multi-shot DWI of the knee joint is feasible in routine imaging and reliably diagnoses, or rules out, active arthritis of the knee joint in paediatric patients without the need of gadolinium-based i.v. contrast injection. Possibly due to “T2w shine-through” artifacts, DWI does not reliably differentiate non-inflamed joints from knee joints with mild synovial irritation. KW - diffusion-weighted MRI KW - juvenile idiopathic arthritis KW - synovitis Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-158095 VL - 15 IS - 73 ER - TY - THES A1 - Sahmer, Peter T1 - Scannereigene akustische Aktivierung - Eine neue Pulssequenz vereinfacht fMRT des auditiven Kortex T1 - Scannernoise-evoked Activation - A new Pulse Sequence simplifies fMRT of the auditory Cortex N2 - Echo-planar Imaging (EPI) erzeugt durch schnell wechselnde Gradienten beträchtliche Schallemissionen. Dies führt nachgewiesenermaßen bei funktionellen Magnet-Resonanz-Tomographie- (fMRT-) Studien zu einer Aktivierung des auditiven Systems, insofern dieses beim jeweiligen Probanden in der Lage ist zu reagieren. Sowohl für auditive wie auch für nicht-auditive Untersuchungen wurden verschiedenste Anstrengungen unternommen, diese Interferenzen zu minimieren. Anstatt den Lärm des Scanners zu reduzieren oder die Transmission des Schalls zu behindern, war es nun das Ziel, eben diesen Schall zur Aktivierung des auditiven Kortex zu benutzen und diese mit fMRT-Untersuchungen nachzuweisen. Dieses geschieht schlicht durch das Auslassen von Read-Outs aus der Gradientenfolge der Pulssequenz. Diese Pulse sind die Hauptemissionsquellen von Schall des EPI, sie verursachen sowohl den Spitzenschallpegel als auch die Grundfrequenz, welche im umgekehrten Verhältnis zum Echo-Spacing steht. Durch eine Modell-gestützte Analyse wird gezeigt, dass das Auslassen von Read-Outs nach einem vordefinierten Schema verlässlich dazu geeignet ist, eine hämodynamische Blood-Oxygenation-Level-Dependent- (BOLD-) Signalveränderung im auditiven Kortex von normal hörenden Probanden (n=60) zu evozieren. Um den Nutzen der Technik beim auditiven fMRI zu zeigen, werden auf der Ebene der Einzelanalysen das traditionelle Family-Wise-Error-Rate- (FWER-) korrigierte Maximum Height Thresholding mit dem Spatial Mixture Modelling (SMM) verglichen. Mit Letzterem können so in 95 % der Fälle eine adäquate, bilaterale, auditive Aktivierung nachwiesen werden, wohingegen das FWER-basierte Voxel-Thresholding nur in 72 % aller Probanden eine solche Aktivierung zeigt. Um die klinische Anwendbarkeit der Technik unter pathologischen Bedingungen zu demonstrieren, wird ein Fallbericht einer Patientin vorgestellt, die an einem schweren, beidseitigen Sensorineural Hearing Loss (SNHL) aufgrund bilateraler Large Vestibular Aqueducts (LVAs) leidet. Dabei wird eben diese Modifikation benutzt, um präoperativ vor Cochlear Implantation (CI) zu zeigen, dass ein zentrales Resthörvermögen vorhanden ist. Da die Untersuchung völlig unabhängig von der Compliance des Patienten und kein zusätzliches Zubehör zum Scanner vonnöten sind, eignet sie sich hervorragend zu auditiven Untersuchungen, um so schnell das Hörvermögen zu prüfen. Dabei funktioniert die Methode unabhängig von äußerlichen Bedingungen: Bei hörgesunden Probanden ebenso wie bei Hörgeschädigten, bei Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen aller Altersstufen sowie unabhängig von einer Sedierung während der Untersuchung. Beide benutzten Scanner zeigten unabhängig vom Gradienten oder der verwendeten Spule ein gleiches Ergebnis. N2 - Echo-planar Imaging (EPI) induces considerable sound emissions by steep gradient pulses. This leads evidentially to an activation of the auditory system, as much it is able to response in that particular subject. For auditory as well as non-auditory investigations, various efforts have been undertaken to minimize those interferences. Instead of reducing the scanner noise or cumbering its transmission, the goal was now to utilize it to activate the auditory cortex and detect it later on by functional magnetic resonance imaging (fMRI). This was achieved by simply omitting read-outs from the gradient train of an EPI pulse sequence. Those pulses are the primary noise determinant in EPI, they induce both the peak sound level and the fundamental frequency peak, which relates inversely to the echo spacing. By hypothesis-driven analyses it is demonstrated that withholding read-out gradients in a defined scheme reliably evokes hemodynamic Blood Oxygenation Level Dependent (BOLD) signal modulations in the auditory cortex of normal hearing subjects (n=60). To show the value of this new method, the first level analyses of the single subjects with the traditional Family-Wise-Error-Rate (FWER-) corrected Maximum Height Thresholding are compared with Spatial Mixture Modelling (SMM). This way in 95 % of all subjects an appropriate, bilateral auditory activation was detected with SMM, whereas the FWER-based Voxel-Thresholding revealed such activation in only 72 %. To show the clinical practicability of the new technique under pathological conditions the case report of a patient with severe, binaural Sensoneurinal Hearing Loss (SNHL) due to bilateral Large Vestibular Aqueducts (LVA) is presented. Thereby this modification is used to confirm residual audition prior to cochlear implantation (CI). As the investigation is totally independent of the patient's compliance and no additional equipment other than the scanner is necessary, it is suited well as a quick testing for central audition. At the same time the approach is absolutely independent from other conditions: It works with normal hearing subjects as well as with hearing impaired patients; with children, adolescents as well as adults of all age brackets and regardless of sedation during the test. Both scanners, that were used, showed independent from the gradient or the coil the same results. KW - fMRT KW - auditiver Kortex KW - Read-out KW - BOLD KW - fMRT KW - auditiver Kortex KW - Read-out KW - BOLD KW - fMRT KW - auditory cortex KW - read-outs KW - scannernoise KW - BOLD Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-28083 ER - TY - THES A1 - Rüber, Matthias T1 - Deterministische und probabilistische Traktographie mittels Diffusions Tensor Imaging unter aversiven Diffusionsbedingungen T1 - Determinstic and probabilistic fibre tracking with diffusion tensor imaging under aversive diffusion conditions N2 - Die diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie (DW-MRT) ist ein fester Bestandteil der radiologischen Diagnostik des Zentralnervensystems (ZNS), und zwar nicht nur bei Schlaganfällen sondern zunehmend auch bei Hirntumoren, Schädelhirntraumata, demyelinisierenden, degenerativen sowie entzündlichen Erkrankungen. Diese Pathologien gehen in der Regel mit einer Veränderung der lokalen Diffusionsbedingungen einher, die eine reguläre Diffusionsbildgebung beeinträchtigen. Durch die Bestimmung der Diffusionsparameter lassen sich mit Hilfe verschiedener mathematischer Verfahren Faserverbindungen visualisieren. Wie sich diese unterschiedlichen Methoden in Regionen mit aversiven Diffusionsbedingungen verhalten, konnte mit der Arbeit erstmals systematisch gezeigt werden. Hierzu wurden 29 Patientenuntersuchungen ausgewertet. Als Einschlusskriterium galt eine unilaterale, diffusionsrelevante Läsion mit Bezug zur Pyramidenbahn. Ausschlusskriterium war eine vollständige Hemiparese als Zeichen einer vollständigen Zerstörung der relevanten Leitungsbahn. Im Einzelnen handelte es sich bei den untersuchten Läsionen um drei höhergradige Astrozytome (WHO Grad III-IV), drei niedriggradige Astrozytome, acht Glioblastome, zwei Karzinommetastasen, zwei arteriovenöse Malformationen und je eine entzündliche Parasitose, ein Oligodendrogliom, eine Gliomatose und ein Kavernom. Untersucht wurden zwei deterministische (einfaches und interpoliertes streamlining) und drei probabilistische Methoden (ohne crossing fibers; mit Berechnung von zwei Fasern pro Voxel und constrained/bayesian). Läsionen jeglicher Art verursachten signifikant mehr Fehlschläge bei deterministischer als bei probabilistischer Traktographie. In neun Untersuchungen bei einfacher und in acht Untersuchungen bei interpolierter Traktographie zeigten sich fasch negative Ergebnisse. Probabilistisches Traktographieren eliminiert nicht falsch negative Ergebnisse, reduziert sie jedoch unter den oben genannten aversiven Difussivitätsbedingungen mit denen intraaxiale Läsionen einhergehen. Klinisches Wissen über die verbliebene Traktintegrität ermöglicht die Umwandlung der Traktographieergebnisse in Wahrscheinlichkeitswerte innerhalb eines Bayschen Modells. Außerdem ist nur unter Miteinbeziehung klinischer Informationen eine Traktographie nach dem constrained Modell möglich. Obwohl die probabilistische Traktographie weniger anfällig für falsch negative Ergebnisse ist als die deterministische, geht die erhöhte Sensitivität der Algorithmen auf Kosten der Spezifität. Dies zeigt sich in signifikant erhöhten bilateralen Traktvolumina und einem übermäßigen Unterschied der Traktvolumina von Läsionsseite zu kontralateraler Seite. Die probabilistisch, unconstrained durchgeführte Traktographie der Pyramidenbahn zeigte eine signifikant, durch die Läsion verursachte Volumenminderung des Traktes, während dies im constrained modellierten Fall durch die Daten nicht gezeigt werden konnte. Dies zeigt die Robustheit des Constrained Modells unter den aversiven klinischen Bedingungen einer intraaxialen Läsion ohne den Nachteil von erhöhten Fehltraktographien. Es kann konstatiert werden, dass sich die deterministischen Traktographieverfahren zur präoperativen Orientierung vor neurochirurgischen Eingriffen eignen. Jedoch ist eine nicht zu unterschätzende Anzahl von falsch negativen Ergebnissen zu berücksichtigen. In zweifelhaften Fällen sollte zusätzlich eine Darstellung mittels probabilistischen Algorithmen, am besten mittels Constrained Modell durchgeführt werden. N2 - Diffusion weighted magnetic resonance imaging (DW-MRI) is a common part of radiologic diagnostics of the central nervous system (CNS). Not only for the diagnosis of strokes but also in tumors, trauma, degenerative, demyelinising and inflammatory diseases. These pathologies normally include an affection of local diffusion parameters, witch impede a regular diffusion imaging. Through estimating diffusion parameters it is possible to visualize fibre connections with different mathematical methods (diffusion tensor imaging, DTI). For the first time in this thesis it could be shown how these different methods are affected by aversive diffusion conditions. 29 examinations were evaluated. Including criteria in the study were unilateral diffusion relevant lesions with reference to the pyramidal tract. Exclusion criteria were a complete paresis or plegia as sign for a complete destruction of the relevant tract. In special 3 high grade astrocytomas (WHO III-IV) 3 low grade astrozytomas, 8 glioblastomas, 2 metastasis, 2 artero-venous-malformations and each one parasitosis, oligodendroglioma, gliomatosis and cavernoma. Two deterministic (one with a fixed step length and one with probabilistic sampling)) and three probabilistic methods (with /without crossing fibres and within a constrained Bayesian framework) were performed on the same data. Lesions of all kinds caused significantly more false negative results in deterministic tracking. 9 examinations in simple and 8 in interpolated traktographies showed false negative results. Probabilistic tracking did not eliminate false negative results, but reduced them under the aversive diffusion parameters. Clinical knowledge on remaining tract integrity allows the conversion of the tracing results into probabilities within a Bayesian model. The lowered false negative rate of the probabilistic methods compared to the deterministic methods is the raised sensitivity at expenses on a lowered specificity. This can be seen in significantly raised bilateral tract lumina and an overestimated difference between tract volumes on lesion and non affected side. The probabilistic unconstrained tractographie showed a significant lowered tract volume due to the lesion; however this could not be shown for the constrained modelling. This shows the robustness of the constrained model under the aversive clinical conditions of intraaxial lesions without the disadvantage of more false tractrographies. It can be stated, that preoperative tractographies are a useful instrument of pre interventional orientation before neurosurgical operations. However a not quite low number of false negative results have to be accounted. In problematic cases an additional visualisation with probabilistic algorithms should be performed, preferably in a constrained model. KW - NMR-Tomographie KW - Anisotrope Diffusion KW - Diffusion KW - Ödem KW - Pyramidenbahn KW - Hirntumor KW - Diffusion Tensor Imaging KW - DTI KW - fibre tracking KW - oedema KW - deterministic KW - probabilistic Y1 - 2009 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-39118 ER - TY - THES A1 - Runge-Hiemer, Pamela T1 - Elastographie (qualitativ und semiquantitativ) am Hals bei Kindern und Jugendlichen T1 - Elastography (qualitative and semiquantitative) of the neck of children and adolescents N2 - In unserer Studie kamen die neuen Verfahren qualitative und semiquantitative Elastographie zum Einsatz. Es sollte gezeigt werden, ob sie als Ergänzung zu den herkömmlichen sonographischen Verfahren die Diagnosestellung von Erkrankungen am Hals bei Kindern und Jugendlichen verbessern können. Bei der Untersuchung mittels semiquantitativer Elastographie konnten wir in unserer Studie beim Vergleich Schilddrüsen-Normalbefund und Hashimoto-Thyreoiditis einen signifikanten Unterschied der Scherwellengeschwindigkeiten nachweisen. Es zeigte sich, dass Patienten mit Hashimoto-Thyreoiditis signifikant höhere Scherwellengeschwindigkeiten aufweisen als Patienten mit Normalbefund. Für die anderen untersuchten Schilddrüsenerkrankungen, Struma diffusa und Struma nodosa und für die Erkrankungen der Lymphknoten, benigne Veränderung/Entzündung, maligne Veränderung und Abszess, ließ sich kein signifikanter Unterschied feststellen. Die Sensitivität und Spezifität konnte durch Einsatz des neuen Verfahrens der qualitativen Elastographie nicht gesteigert werden. Während sich bei der Schilddrüsendiagnostik geringere Werte für Sensitivität und Spezifität im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren zeigten, unterschieden sich die Werte bei der Lymphknotenuntersuchung Reader-abhängig. Bei der Schilddrüsenuntersuchung lag die Bildqualität der konventionellen Sonographie über der der qualitativen Elastographie. Dagegen wurde bei der Lymphknotenuntersuchung die Bildqualität der Elastographiebilder höher bewertet als jene der herkömmlichen Verfahren. Insgesamt konnte in unserer Studie gezeigt werden, dass Patienten mit Hashimoto-Thyreoiditits signifikant höhere Scherwellengeschwindigkeiten im Schilddrüsengewebe aufweisen, als bei Normalbefund. In der Diagnostik von Schilddrüsen- und Lymphknotenerkrankungen konnte bezüglich des neuen Verfahrens der qualitativen Elastographie eine Überlegenheit gegenüber der konventionellen Sonographie nicht nachgewiesen werden. Um die Ergebnisse unserer Studie abschließend bewerten zu können, wäre eine Validierung anhand einer größeren Patientengruppe nötig. N2 - In our study we used the new ultrasound procedures qualitative and semiquantitative Elastography. We wanted to show if those new methods could improve conventional ultrasound in the diagnostic of children and adolescents. In the study with semiquantitative Elastography we could show that there was a significant difference in the shear-wave velocity between normal thyroid glands and Hashimoto-Thyroiditis. The velocity of the shear waves was higher in patients with Hashimoto-Thyroiditis compared to those with normal findings. For other disorders such as struma diffusa or nodosa or affection of the lymph nodes (benign or malign diseases or inflammation) no differences in shear-wave velocities were found. Sensitivity or specificity could not be increased by the use of qualitative Elastography. Disorders of the thyroid gland showed only slightly lower values compared to conventional ultrasound, on the other hand disorders of the lymph node were reader-dependent. In the diagnostic of the thyroid gland the quality of the imaging of conventional ultrasound was superior to that of the qualitative Elastography. In the study of the lymph nodes the quality of the imaging was better in the Elastography. Altogether it could be shown that patients with Hashimoto-Thyroiditis had higher shear-wave velocities than patients with normal findings. In the diagnostic of other thyroid or lymph node disorders no superiority of the new procedures could be shown compared to conventional ultrasound. To validate our findings we recommend the implementation of studies with larger patient populations. KW - Elastographie Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-135048 ER - TY - JOUR A1 - Ruf, Katharina A1 - Beer, Meinrad A1 - Köstler, Herbert A1 - Weng, Andreas Max A1 - Neubauer, Henning A1 - Klein, Alexander A1 - Platek, Kathleen A1 - Roth, Kristina A1 - Beneke, Ralph A1 - Hebestreit, Helge T1 - Size-adjusted muscle power and muscle metabolism in patients with cystic fibrosis are equal to healthy controls – a case control study JF - BMC Pulmonary Medicine N2 - Background Skeletal muscle function dysfunction has been reported in patients with cystic fibrosis (CF). Studies so far showed inconclusive data whether reduced exercise capacity is related to intrinsic muscle dysfunction in CF. Methods Twenty patients with CF and 23 age-matched controls completed an incremental cardiopulmonary cycling test. Further, a Wingate anaerobic test to assess muscle power was performed. In addition, all participants completed an incremental knee-extension test with 31P magnetic resonance spectroscopy to assess muscle metabolism (inorganic phosphate (Pi) and phosphocreatinine (PCr) as well as intracellular pH). In the MRI, muscle cross-sectional area of the M. quadriceps (qCSA) was also measured. A subgroup of 15 participants (5 CF, 10 control) additionally completed a continuous high-intensity, high-frequency knee-extension exercise task during 31P magnetic resonance spectroscopy to assess muscle metabolism. Results Patients with CF showed a reduced exercise capacity in the incremental cardiopulmonary cycling test (VO2peak: CF 77.8 ± 16.2%predicted (36.5 ± 7.4 ml/qCSA/min), control 100.6 ± 18.8%predicted (49.1 ± 11.4 ml/qCSA/min); p < 0.001), and deficits in anaerobic capacity reflected by the Wingate test (peak power: CF 537 ± 180 W, control 727 ± 186 W; mean power: CF 378 ± 127 W, control 486 ± 126 W; power drop CF 12 ± 5 W, control 8 ± 4 W. all: p < 0.001). In the knee-extension task, patients with CF achieved a significantly lower workload (p < 0.05). However, in a linear model analysing maximal work load of the incremental knee-extension task and results of the Wingate test, respectively, only muscle size and height, but not disease status (CF or not) contributed to explaining variance. In line with this finding, no differences were found in muscle metabolism reflected by intracellular pH and the ratio of Pi/PCr at submaximal stages and peak exercise measured through MRI spectroscopy. Conclusions The lower absolute muscle power in patients with CF compared to controls is exclusively explained by the reduced muscle size in this study. No evidence was found for an intrinsic skeletal muscle dysfunction due to primary alterations of muscle metabolism. KW - Cystic fibrosis KW - Exercise capacity KW - MRI spectroscopy KW - Muscle power KW - Phosphorylation KW - Lung disease, KW - Muscle function Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-200981 VL - 19 ER - TY - THES A1 - Robrecht, Julia T1 - Diagnostik des Vesikoureteralen Reflux : In-vitro-Vergleich eines Ultraschallkontrastmittels der 1. mit einem der 2. Generation T1 - comparison of a first and a second generation contrastagent for the diagnosis of vesicourethral reflux with ultrasound N2 - ZIEL: In den letzten Jahren ist die kontrastverstärkte sonographische Refluxprüfung, d.h. die Miktionsurosonographie (MUS), zunehmend zu einer Alternative gegenüber der standardmäßig eingesetzten Miktions-zysturethrographie (MCU) für die Diagnostik des vesikoureteralen Reflux (VUR) geworden. Eine der Einschränkungen sind jedoch die sehr hohen Kosten des Ultraschallkontrastmittels. Durch Entwicklung von neuen Ultraschallkontrastmitteln erhofft man sich aufgrund vergleichbarer Bildqualität in deutlich niedrigerer Dosis entsprechend eine Reduktion der Kosten zu erreichen. Thema dieser Studie ist eines dieser neuen Ultraschallkontrastmittel (SonoVue®) mit dem in der Routine verwendeten US-Kontrastmittel Levovist® in-vitro unter Betrachtung der für die Refluxdiagnostik relevanten physikalisch-chemischen Eigenschaften zu vergleichen. MATERIAL UND METHODEN: Der in-vitro Versuchsaufbau simulierte die in-vivo durchgeführte MUS. Verwendet wurden die Abbildungsmodalitäten Fundamental und Harmonic Imaging (THI/ECI, Sonoline Elegra®, Siemens), letztere sowohl mit einem niedrigen als auch mit einem hohen Mechanical Index (MI). SonoVue® wurde in einer Konzentration von 0,25%, 0,5% und 1%, Levovist in einer Konzentration von 5% bezogen auf ein Gesamtvolumen in-vitro von 20ml getestet. Als Vergleichsparameter diente die in-vitro Kontrastdauer. Diese wurde definiert als der Zeitraum vom Beginn der Messung bis zu dem Zeitpunkt, an dem auf mehr als 50% der Bildfläche keine echogenen Mikrobläschen mehr nachweisbar waren. ERGEBNISSE: Die Änderung der oben genannten Konzentrationen hatte keinen entscheidenden Einfluss auf die Kontrastdauer von SonoVue®. Darüber hinaus konnte beim Umschalten von THI low MI auf THI high MI die Kontrastdauer von SonoVue® signifikant verlängert werden. Betrachtet man die Abbildungsmodalität THI mit hohem MI, welche routinemäßig bei Levovist® angewendet wird, so zeigte sich, dass die Kontrastdauer bei Levovist® in einer Konzentration von 5% bei 1,1 Minuten lag, bei SonoVue® hingegen erhielten wir bei einer Konzentration von 1% eine Kontrastdauer von 7,3 Minuten. Dies bedeutet, dass trotz Verwendung einer fünffach geringeren Dosis bei SonoVue® sich die Kontrastdauer in-vitro um mehr als 80% verlängerte. Darüber hinaus blieb die Kontrastdauer von SonoVue® über einen Zeitraum von 6 Stunden weitestgehend stabil, während bei Levovist® die Kontrastdauer schon nach 0,5 Stunden eine deutliche Reduktion zeigte. SCHLUSSFOLGERUNG: Es ist zu erwarten, dass SonoVue® auch bei intravesicalen Applikationen in einer deutlich niedrigeren Dosis (1% des Blasenvolumens) verwendet werden kann und dass mehrere Untersuchungen über einen längeren Zeitraum mit einer Flasche SonoVue® durchgeführt werden können. Somit würde eine Kostenreduktion erreicht werden. N2 - PURPOSE: Contrast-enhanced sonographic reflux diagnosis, i.e. voiding urosonography [VUS], is gradually becoming an alternative diagnostic imaging modality for vesicoureteric reflux [VUR]. A limiting factor for the widespread application of VUS is the cost of the US contrast agents. With the development of new US contrast agents and the possibility of reducing the administered dose, it is envisaged to lower the cost. The aim of this study was to compare in-vitro the new US contrast agent (SonoVue®) with the routinely used contrast agent, Levovist®, taking into consideration those for reflux diagnosis relevant physico-chemical properties. MATERIALS AND METHODS: The in-vitro experimental set-up simulated the in-vivo VUS. The US modalities fundamental and harmonic imaging (THI/ECI, Sonoline Elegra®, Siemens) were utilized, the latter with both low and high mechanical Indices (MI). SonoVue® was tested in concentrations of 0.25%, 0.5% and 1% and Levovist® at 5%. The in-vitro contrast duration served as the parameter for comparison. This was defined as the time from the start of the experiment until the time when more than 50% of the image area was free of microbubbles. RESULTS: The use of different concentrations of SonoVue® did not have any impact on the contrast duration. When the US modality was switched from low to high MI the contrast duration of SonoVue® turned out to be significantly longer. It was also shown that when THI high MI, the routinely employed US modality with Levovist®, was tested the contrast duration of Levovist® at a concentration of 5% was 1.1 min, whereas that of SonoVue® at a concentration of 1% reached 7.3 min. This means that despite SonoVue® being administered at a dose five times less than Levovist®, the in-vitro contrast duration increased by more than 80%. Moreover, a freshly prepared suspension of SonoVue® did not show change in the contrast duration for nearly 6 hours. In the case of Levovist® there was a significant reduction of the contrast duration just after half-an-hour. CONCLUSION: It is expected that with the use of SonoVue® in-vivo a significant dose reduction is possible and thus one vial can be used for more than one examination. Consequently, visible cost reduction will ensue. KW - VUR KW - Ultraschall KW - SonoVue KW - MUS KW - Kontrastmittel KW - VUR KW - ultrasound KW - SonoVue KW - MUS KW - constrastagent Y1 - 2007 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-22418 ER - TY - JOUR A1 - Riedl, Katharina A. A1 - Kampf, Thomas A1 - Herold, Volker A1 - Behr, Volker C. A1 - Bauer, Wolfgang R. T1 - Wall shear stress analysis using 17.6 Tesla MRI: A longitudinal study in ApoE\(^{-/-}\)mice with histological analysis JF - PLoS One N2 - This longitudinal study was performed to evaluate the feasibility of detecting the interaction between wall shear stress (WSS) and plaque development. 20 ApoE\(^{-/-}\)mice were separated in 12 mice with Western Diet and 8 mice with Chow Diet. Magnetic resonance (MR) scans at 17.6 Tesla and histological analysis were performed after one week, eight and twelve weeks. Allin vivoMR measurements were acquired using a flow sensitive phase contrast method for determining vectorial flow. Histological sections were stained with Hematoxylin and Eosin, Elastica van Gieson and CD68 staining. Data analysis was performed using Ensight and a Matlab-based "Flow Tool". The body weight of ApoE\(^{-/-}\)mice increased significantly over 12 weeks. WSS values increased in the Western Diet group over the time period; in contrast, in the Chow Diet group the values decreased from the first to the second measurement point. Western Diet mice showed small plaque formations with elastin fragmentations after 8 weeks and big plaque formations after 12 weeks; Chow Diet mice showed a few elastin fragmentations after 8 weeks and small plaque formations after 12 weeks. Favored by high-fat diet, plaque formation results in higher values of WSS. With wall shear stress being a known predictor for atherosclerotic plaque development, ultra highfield MRI can serve as a tool for studying the causes and beginnings of atherosclerosis. KW - phase-contrast MRI KW - flow patterns KW - blood flow KW - apolipoprotein-E KW - atheriosclerosis KW - mouse KW - mice KW - quantification KW - association KW - lesions Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-229318 VL - 15 IS - 8 ER - TY - THES A1 - Richter, Julian Alexander Jürgen T1 - Wave-CAIPI for Accelerated Dynamic MRI of the Thorax T1 - Beschleunigte Dynamische MR-Bildgebung des Thorax mit wave-CAIPI N2 - In summary, the wave-CAIPI k-space trajectory presents an efficient sampling strategy for accelerated MR acquisitions. Using wave-CAIPI in parallel imaging reconstructions leads to a reduced noise level in the reconstructed images, compared to the Cartesian standard trajectory. This effect could be quantified by means of noise and SNR calculations. An SNR gain can be traded for a reduced scan time, i.e., additional undersampling, or for an enhanced image quality, keeping scan time constant. Acceleration of MR imaging is especially important in dynamic applications, since these examinations are inherently time-consuming. The impact of wave-CAIPI sampling on image quality and its potential for scan time reduction was investigated for two dynamic applications: self-gated dynamic 3D lung MRI during free breathing and cardiac 4D flow MRI. Dynamic 3D Lung MRI By employing wave-CAIPI sampling in self-gated, free-breathing dynamic 3D lung MRI for the purpose of radiotherapy treatment planning, the image quality of accelerated scans could be enhanced. Volunteer examinations were used to quantify image quality by means of similarity between accelerated and reference images. To this end, the normalized mutual information and the root-mean-square error were chosen as quantitative image similarity measures. The wave-CAIPI sampling was shown to exhibit superior quality, especially for short scan times. The values of the normalized mutual information were (10.2 +- 7.3)% higher in the wave-CAIPI case -- the root-mean-square error was (18.9 +- 13.2)% lower on average. SNR calculations suggest an average SNR benefit of around 14% for the wave-CAIPI, compared to Cartesian sampling. Resolution of the lung in 8 breathing states can be achieved in only 2 minutes. By using the wave-CAIPI k-space trajectory, precise tumor delineation and assessment of respiration-induced displacement is facilitated. Cardiac 4D Flow MRI In 4D flow MRI, acceleration of the image acquisition is essential to incorporate the corresponding scan protocols into clinical routine. In this work, a retrospective 6-fold acceleration of the image acquisition was realized. Cartesian and wave-CAIPI 4D flow examinations of healthy volunteers were used to quantify uncertainties in flow parameters for the respective sampling schemes. By employing wave-CAIPI sampling, the estimated errors in flow parameters in 6-fold accelerated scans could be reduced by up to 55%. Noise calculations showed that the noise level in 6-fold accelerated 4D flow acquisitions with wave-CAIPI is 43% lower, compared to Cartesian sampling. Comparisons between Cartesian and wave-CAIPI 4D flow examinations with a prospective acceleration factor R=2 revealed small, but partly statistically significant discrepancies. Differences between 2-fold and 6-fold accelerated wave-CAIPI scans are comparable to the differences between Cartesian and wave-CAIPI examinations at R=2. Wave-CAIPI 4D flow acquisitions of the aorta could be performed with an average, simulated scan time of under 4 minutes, with reduced uncertainties in flow parameters. Important visualizations of hemodynamic flow patterns in the aorta were only slightly affected by undersampling in the wave-CAIPI case, whereas for Cartesian sampling, considerable discrepancies were observed. N2 - Die wave-CAIPI k-Raum Trajektorie stellt eine effiziente Methode für beschleunigte MRT Akquisitionen dar. Die Benutzung der wave-CAIPI Trajektorie anstelle der kartesischen Standardmethode in der parallelen Bildgebung führt zu einem reduzierten Rausch-Niveau in den rekonstruierten Bildern. Dieser Effekt kann durch Berechnungen des Rauschpegels und des Signal-zu-Rausch Verhältnisses (SNR) quantifiziert werden. Das höhere Signal-zu-Rausch Verhältnis kann genutzt werden, um entweder die Akquisition durch eine höhere Unterabtastung zu beschleunigen, oder um die Bildqualität zu verbessern. Die Beschleunigung von MRT Akquisitionen ist besonders in dynamischen Anwendungen wichtig, da diese Untersuchungen inhärent sehr zeitaufwendig sind. Der Einfluss der wave-CAIPI Methode auf die Bildqualität und das Beschleunigungspotenzial der Messung wurde in dieser Arbeit sowohl für selbst-navigierte, dynamische 3D Lungenbildgebung, als auch für 4D Fluss MRTs des Herzens untersucht Dynamische 3D Lungen MRT Durch die Verwendung der wave-CAIPI Samplingmethode konnte die Bildqualität von selbst-navigierten, dynamischen 3D Lungen MRTs bei freier Atmung verbessert werden. Eine wichtige Anwendung dieser Technik liegt im Bereich der Strahlentherapieplanung. Dabei wurde im Rahmen einer Probandenstudie die Bildqualität anhand der Ähnlichkeit zwischen beschleunigten Bildern und den jeweiligen Referenzen quantifiziert. Zu diesem Zweck wurden die normalized mutual information und der root-mean-square error als quantitative Maße gewählt. Es konnte gezeigt werden, dass -- besonders bei kurzen Akquisitionszeiten -- die wave-CAIPI Methode zu besserer Bildqualität führte, verglichen mit dem kartesischen Standard. Berechnungen der normalized mutual information ergaben im Mittel (10.2 +- 7.3)% höhere Werte für die wave-CAIPI Methode -- der root-mean-square error war (18.9 +- 13.2)% geringer. Darüber hinaus lieferte die wave-CAIPI ein um etwa 14% höheres mittleres SNR. In 2 Minuten konnte die Atembewegung der Lunge in 8 Atemzustände aufgelöst werden. Eine präzise Tumor-Abgrenzung und die Evaluierung von respirationsinduzierten Tumorbewegungen wird durch die Verwendung der wave-CAIPI Methode vereinfacht. 4D Fluss Herz MRT Die Beschleunigung von 4D Fluss MRTs ist essentiell, um solche Untersuchungen in die klinische Routine zu integrieren. In der präsentierten Arbeit wurde eine 6-fache retrospektive Beschleunigung realisiert. 4D Fluss Untersuchungen von gesunden Probanden mit der wave-CAIPI und mit der kartesischen Samplingmethode wurden verwendet, um Unsicherheiten in verschiedenen Flussparametern für die beiden Samplingmethoden zu berechnen. Dabei zeigte sich, dass die geschätzten Fehler in den Flussparametern der 6-fach beschleunigten wave-CAIPI Untersuchungen bis zu 55% geringer sind als die Fehler der kartesischen Messungen. Ferner zeigten Rausch-Analysen, dass die beschleunigten wave-CAIPI Aufnahmen ein um 43% geringeres Rausch-Niveau aufweisen. Vergleiche zwischen Flussparametern, die aus 2-fach beschleunigten wave-CAIPI und kartesischen Messungen berechnet wurden, zeigten kleine, aber teilweise statistisch signifikante Unterschiede zwischen den beiden Methoden. Unterschiede zwischen 2-fach und 6-fach beschleunigten wave-CAIPI Aufnahmen sind vergleichbar mit den Unterschieden zwischen der wave-CAIPI Methode und der kartesischen Methode bei R=2. Wave-CAIPI 4D Fluss Aufnahmen des Herzens konnten mit einer mittleren, simulierten Aufnahmezeit von unter 4 Minuten durchgeführt werden. Die effizientere Samplingmethode ermöglichte dabei erheblich reduzierte Unsicherheiten in den berechneten Flussparametern. Wichtige Visualisierungen des Blutflusses in der Aorta wurden im Falle der wave-CAIPI Methode kaum von der Unterabtastung beeinflusst. Hingegen wiesen die Visualisierungen der beschleunigten kartesischen Messungen erhebliche Diskrepanzen auf. KW - Magnetresonanztomographie KW - Lunge KW - Herz KW - Fluss KW - Lung KW - Heart KW - Flow Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-232071 ER - TY - JOUR A1 - Richter, Julian A. J. A1 - Wech, Tobias A1 - Weng, Andreas M. A1 - Stich, Manuel A1 - Weick, Stefan A1 - Breuer, Kathrin A1 - Bley, Thorsten A. A1 - Köstler, Herbert T1 - Free‐breathing self‐gated 4D lung MRI using wave‐CAIPI JF - Magnetic Resonance in Medicine N2 - Purpose The aim of this study was to compare the wave‐CAIPI (controlled aliasing in parallel imaging) trajectory to the Cartesian sampling for accelerated free‐breathing 4D lung MRI. Methods The wave‐CAIPI k‐space trajectory was implemented in a respiratory self‐gated 3D spoiled gradient echo pulse sequence. Trajectory correction applying the gradient system transfer function was used, and images were reconstructed using an iterative conjugate gradient SENSE (CG SENSE) algorithm. Five healthy volunteers and one patient with squamous cell carcinoma in the lung were examined on a clinical 3T scanner, using both sampling schemes. For quantitative comparison of wave‐CAIPI and standard Cartesian imaging, the normalized mutual information and the RMS error between retrospectively accelerated acquisitions and their respective references were calculated. The SNR ratios were investigated in a phantom study. Results The obtained normalized mutual information values indicate a lower information loss due to acceleration for the wave‐CAIPI approach. Average normalized mutual information values of the wave‐CAIPI acquisitions were 10% higher, compared with Cartesian sampling. Furthermore, the RMS error of the wave‐CAIPI technique was lower by 19% and the SNR was higher by 14%. Especially for short acquisition times (down to 1 minute), the undersampled Cartesian images showed an increased artifact level, compared with wave‐CAIPI. Conclusion The application of the wave‐CAIPI technique to 4D lung MRI reduces undersampling artifacts, in comparison to a Cartesian acquisition of the same scan time. The benefit of wave‐CAIPI sampling can therefore be traded for shorter examinations, or enhancing image quality of undersampled 4D lung acquisitions, keeping the scan time constant. KW - free‐breathing KW - lung KW - self‐gated KW - wave‐CAIPI Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-218075 VL - 84 IS - 6 SP - 3223 EP - 3233 ER -