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Magnetic Particle Imaging (MPI) is a promising new tomographic modality for fast as well as three-dimensional visualization of magnetic material. For anatomical or structural information an additional imaging modality such as computed tomography (CT) is required. In this paper, the first hybrid MPI-CT scanner for multimodal imaging providing simultaneous data acquisition is presented.
Bei Patienten mit Morbus Fabry spielt die kardiale MRT eine wesentliche Rolle für die Diagnostik, die Prognose und das Therapiemonitoring. Als Verfahren der Wahl zur Beurteilung einer fokalen myokardialen Fibrose hat sich das Late Gadolinium Enhancement (LGE) etabliert. Eine diffuse myokardiale Fibrosierung kann mittels LGE-Technik nicht suffizient abgebildet werden, da keine ausreichenden Unterschiede in der Signalintensität bestehen.
Daher könnte das sog. post-KM T1-Mapping eine interessante Alternative sein. Bei diesem Verfahren lassen die T1-Relaxationszeiten Rückschlüsse auf diffuse fibrotische Veränderungen des Myokards zu.
In der vorliegenden Arbeit wurden 43 Fabry-Patienten (20 LGE-positiv und 23 LGE-negativ) im MRT untersucht. Hierzu wurde eine modifizierte Look-Locker Inversion-Recovery (MOLLI)-Sequenz zur Messung der T1-Maps verwendet.
Ziel war es, durch das T1-Mapping Risikopatienten (u.a. LGE-negative Patienten) früher als bisher zu identifizieren und damit zeitnah einer entsprechenden Therapie zuzuführen.
Die Ergebnisse zeigten, dass LGE-positive Fabry-Patienten eine fortgeschrittenere diffuse Myokardfibrose im visuell gesunden Myokard aufweisen als LGE-negative Patienten. Eine Unterscheidung anhand der T1-Zeiten zwischen LGE-negativen Patienten und gesunden Probanden war nicht möglich. Somit kann das T1-Mapping nicht als diagnostische Methode zur Früherkennung einer diffusen Myokardfibrose bei Fabry-Patienten eingesetzt werden.
Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die T1-Zeit im linksventrikulären Myokard bei Fabry-Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion kürzer war als bei Patienten mit normaler Nierenfunktion, unabhängig vom Vorliegen einer fokalen Fibrose. Hingegen konnte im linksventrikulären Blut bei abnehmender glomerulärer Filtrationsrate (GFR) keine kürzere T1-Zeit festgestellt werden als bei normaler GFR.
Außerdem waren die T1-Relaxationszeiten bei LGE-negativen, weiblichen Fabry-Patienten kürzer als bei männlichen Patienten ohne LGE. Eine abschließende Erklärung konnte hierfür nicht gefunden werden.
T1-Mapping wird bislang noch nicht in der Routinediagnostik bei Morbus Fabry eingesetzt. Allerdings steigt dessen Bedeutung im Rahmen von Studien. Weitere Forschungsbemühungen sind notwendig, um geeignete Referenzwerte festzulegen und den Einfluss weiterer Faktoren auf die Fibrosierung des Myokards besser einschätzen zu können.
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.
Due to the low frequency of abnormalities affecting the spleen, this organ is often overlooked during radiological examinations. Here, we report on the unexpected finding, that the spleen signal on diffusion-weighted MRI (DW-MRI) is associated with clinical parameters in patients with plasma cell dyscrasias. Methods: We investigated the spleen signal on DW-MRI together with clinical and molecular parameters in 295 transplant-eligible newly diagnosed Multiple Myeloma (NDMM) patients and in 72 cases with monoclonal gammopathy of undetermined significance (MGUS). Results: Usually, the spleen is the abdominal organ with the highest intensities on DW-MRI. Yet, significant signal loss on DW-MRI images was seen in 71 of 295 (24%) NDMM patients. This phenomenon was associated with the level of bone marrow plasmacytosis (P=1x10(-10)) and International Staging System 3 (P=0.0001) but not with gain(1q), and del(17p) or plasma cell gene signatures. The signal was preserved in 72 individuals with monoclonal gammopathy of undetermined significance and generally re-appeared in MM patients responding to treatment, suggesting that lack of signal reflects increased tumor burden. While absence of spleen signal in MM patients with high risk disease defined a subgroup with very poor outcome, re-appearance of the spleen signal after autologous stem cell transplantation was seen in patients with improved outcome. Our preliminary observation suggests that extramedullary hematopoiesis in the spleen is a factor that modifies the DW-MRI signal of this organ. Conclusions: The DW-MRI spleen signal is a promising marker for tumor load and provides prognostic information in MM.
Objectives
To investigate the feasibility, diagnostic image quality and radiation dose of 3\(^{rd}\) generation dual-source computed tomography (CT) using a tin-filtered 100 kV protocol in patients with suspected acute inflammatory sinus disease.
Methods
We retrospectively evaluated 109 consecutive patients who underwent CT (Siemens SOMATOM Force, Erlangen, Germany) of the paranasal sinus with a new tin-filtered scanprotocol (Sn100 kV; tube current 35 mAs) using iterative reconstruction. Two readers independently assessed subjective image quality using a five-point Likert scale (1 = excellent, 5 = non-diagnostic). Inter-observer agreement was calculated and expressed as percentage of agreement. Noise was determined for calculation of signal-to-noise-ratio (SNR). Effective radiation dose (ED) was calculated from the dose-length-product (DLP).
Results
All examinations showed diagnostic image quality regarding evaluation of inflammatory sinus disease. On average, subjective general image quality was rated moderate (= 3) with a percentage of agreement between the observers of 81%. The mean image noise was 14.3 HU. The calculated median SNR was 6.0 for intraorbital fat, and 3.6 for the vitreous body, respectively. The median DLP was 2.1 mGy*cm, resulting in a median ED of 0.012 mSv.
Conclusions
Taking the study limitations into account, ultra-low-dose tin-filtered CT of the paranasal sinus at a tube voltage of 100 kV utilizing an iterative reconstruction algorithm provides for reliable exclusion of suspected acute inflammatory sinus disease in 100% of the cases.
Spin echo based cardiac diffusion imaging at 7T: An ex vivo study of the porcine heart at 7T and 3T
(2019)
Purpose of this work was to assess feasibility of cardiac diffusion tensor imaging (cDTI) at 7 T in a set of healthy, unfixed, porcine hearts using various parallel imaging acceleration factors and to compare SNR and derived cDTI metrics to a reference measured at 3 T. Magnetic resonance imaging was performed on 7T and 3T whole body systems using a spin echo diffusion encoding sequence with echo planar imaging readout. Five reference (b = 0 s/mm\(^2\)) images and 30 diffusion directions (b = 700 s/mm\(^2\)) were acquired at both 7 T and 3 T using a GRAPPA acceleration factor R = 1. Scans at 7 T were repeated using R = 2, R = 3, and R = 4. SNR evaluation was based on 30 reference (b = 0 s/mm\(^2\)) images of 30 slices of the left ventricle and cardiac DTI metrics were compared within AHA segmentation. The number of hearts scanned at 7 T and 3 T was n = 11. No statistically significant differences were found for evaluated helix angle, secondary eigenvector angle, fractional anisotropy and apparent diffusion coefficient at the different field strengths, given sufficiently high SNR and geometrically undistorted images. R≥3 was needed to reduce susceptibility induced geometric distortions to an acceptable amount. On average SNR in myocardium of the left ventricle was increased from 29±3 to 44±6 in the reference image (b = 0 s/mm\(^2\)) when switching from 3 T to 7 T. Our study demonstrates that high resolution, ex vivo cDTI is feasible at 7 T using commercial hardware.
Background
T1 mapping sequences such as MOLLI, ShMOLLI and SASHA make use of different technical approaches, bearing strengths and weaknesses. It is well known that obtained T1 relaxation times differ between the sequence techniques as well as between different hardware. Yet, T1 quantification is a promising tool for myocardial tissue characterization, disregarding the absence of established reference values. The purpose of this study was to evaluate the feasibility of native and post-contrast T1 mapping methods as well as ECV maps and its diagnostic benefits in a clinical environment when scanning patients with various cardiac diseases at 3 T.
Methods
Native and post-contrast T1 mapping data acquired on a 3 T full-body scanner using the three pulse sequences 5(3)3 MOLLI, ShMOLLI and SASHA in 19 patients with clinical indication for contrast enhanced MRI were compared. We analyzed global and segmental T1 relaxation times as well as respective extracellular volumes and compared the emerged differences between the used pulse sequences.
Results
T1 times acquired with MOLLI and ShMOLLI exhibited systematic T1 deviation compared to SASHA. Myocardial MOLLI T1 times were 19% lower and ShMOLLI T1 times 25% lower compared to SASHA. Native blood T1 times from MOLLI were 13% lower than SASHA, while post-contrast MOLLI T1-times were only 5% lower. ECV values exhibited comparably biased estimation with MOLLI and ShMOLLI compared to SASHA in good agreement with results reported in literature. Pathology-suspect segments were clearly differentiated from remote myocardium with all three sequences.
Conclusion
Myocardial T1 mapping yields systematically biased pre- and post-contrast T1 times depending on the applied pulse sequence. Additionally calculating ECV attenuates this bias, making MOLLI, ShMOLLI and SASHA better comparable. Therefore, myocardial T1 mapping is a powerful clinical tool for classification of soft tissue abnormalities in spite of the absence of established reference values.
In dieser Arbeit wurde die Dual-Echo-Sequenz zur Quantifizierung der Myokardperfusion als Alternative zur Präbolus-Technik vorgestellt. Es wurde die Arterial Input Function auf zwei verschiedene Weisen (KonFaktor- und IndivFaktor- Methode) ermittelt und die daraus errechneten myokardialen Perfusionswerte mit denen der Präbolus-Technik verglichen.
In dieser Studie konnte keine eindeutige Übereinstimmung der Werte aus der Präbolus- Technik mit den Werten aus der KonFaktor- beziehungsweise IndivFaktor-Methode nachgewiesen werden. Folglich gilt es die Möglichkeiten der Dual-Echo-Sequenz weiterhin zu untersuchen. Für weitere Studien sollten vor allem die technischen Mängel bei der Bildakquisition analysiert werden.
Das DIPG ist eine für die Kindheit recht spezifische Neoplasie und geht aufgrund seiner Lage im Hirnstamm mit diffusen Ausbreitungsmuster, sowie fehlendem Therapieansprechen mit einer sehr schlechten Prognose einher. 90% der betroffenen Kinder versterben innerhalb der ersten beiden Jahre nach Diagnosestellung.
Ziel dieser Arbeit war es herauszufinden ob es bildgebende oder epidemiologische Merkmale gibt, die einen Einfluss auf die Überlebenszeiten zeigen und somit als prognostische Marker genutzt werden können.
Die Daten der 253 Studienteilnehmer mit neudiagnostizierten DIPG stammen aus der HIT-HGG-2007-Studie, sowie den 4 Vorgängerstudien HIT-GBM-A-D über einen Untersuchungszeitraum von 1998 - 2012.
Alle Erst-MRTs und alle 3-monatige follow-up-Untersuchungen wurden statistisch ausgewertet und mit Hilfe von Kaplan-Meier-Kurven Überlebenswahrscheinlichkeiten für das OS und EFS bestimmt, sowie anschließendem Gruppenvergleich im Log- Rank-Test.
Als prognostisch günstig erwiesen sich ein Erkrankungsalter bei Diagnosestellung unter 3 Jahren, sowie eine Therapie nach SKK-Schema. Auch eine fehlende Kontrastmittelaufnahme bei Diagnosestellung und eine große Tumorfläche zeigten bessere Überlebenszeiten.
Dagegen hatten weder das Geschlecht, noch die Histologie, noch eine max. Flächen- oder Volumenreduktion Einfluss auf die Überlebenszeiten der betroffenen Kinder.
Der allgemeinradiologische Ultraschall leistet einen wichtigen Beitrag in der Routinediagnostik der akuten Appendizitis bei Kindern und Erwachsenen. Die Zusammenschau aller verfügbaren diagnostischen Befunde sollte zur Entscheidung für oder gegen eine Operation herangezogen werden. Die sonographische Untersuchung kann dazu beitragen, die Negativ Appendektomierate zu senken.