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Whole-Body [\(^{18}\)F]FDG PET/CT Can Alter Diagnosis in Patients with Suspected Rheumatic Disease
(2021)
The 2-deoxy-d-[\(^{18}\)F]fluoro-D-glucose (FDG) positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) is widely utilized to assess the vascular and articular inflammatory burden of patients with a suspected diagnosis of rheumatic disease. We aimed to elucidate the impact of [\(^{18}\)F]FDG PET/CT on change in initially suspected diagnosis in patients at the time of the scan. Thirty-four patients, who had undergone [\(^{18}\)F]FDG PET/CT, were enrolled and the initially suspected diagnosis prior to [18F]FDG PET/CT was compared to the final diagnosis. In addition, a semi-quantitative analysis including vessel wall-to-liver (VLR) and joint-to-liver (JLR) ratios was also conducted. Prior to [\(^{18}\)F]FDG PET/CT, 22/34 (64.7%) of patients did not have an established diagnosis, whereas in 7/34 (20.6%), polymyalgia rheumatica (PMR) was suspected, and in 5/34 (14.7%), giant cell arteritis (GCA) was suspected by the referring rheumatologists. After [\(^{18}\)F]FDG PET/CT, the diagnosis was GCA in 19/34 (55.9%), combined GCA and PMR (GCA + PMR) in 9/34 (26.5%) and PMR in the remaining 6/34 (17.6%). As such, [\(^{18}\)F]FDG PET/CT altered suspected diagnosis in 28/34 (82.4%), including in all unclear cases. VLR of patients whose final diagnosis was GCA tended to be significantly higher when compared to VLR in PMR (GCA, 1.01 ± 0.08 (95%CI, 0.95–1.1) vs. PMR, 0.92 ± 0.1 (95%CI, 0.85–0.99), p = 0.07), but not when compared to PMR + GCA (1.04 ± 0.14 (95%CI, 0.95–1.13), p = 1). JLR of individuals finally diagnosed with PMR (0.94 ± 0.16, (95%CI, 0.83–1.06)), however, was significantly increased relative to JLR in GCA (0.58 ± 0.04 (95%CI, 0.55–0.61)) and GCA + PMR (0.64 ± 0.09 (95%CI, 0.57–0.71); p < 0.0001, respectively). In individuals with a suspected diagnosis of rheumatic disease, an inflammatory-directed [\(^{18}\)F]FDG PET/CT can alter diagnosis in the majority of the cases, particularly in subjects who were referred because of diagnostic uncertainty. Semi-quantitative assessment may be helpful in establishing a final diagnosis of PMR, supporting the notion that a quantitative whole-body read-out may be useful in unclear cases.
Die Frage nach der optimalen Diagnostik bei polytraumatisierten Patienten wird in der Literatur derzeit nicht abschließend beantwortet. Nichtsdestotrotz ist die Multislice-Computertomographie zur primären Diagnostik schwerstverletzter Patienten in regionalen sowie überregionalen Traumazentren unverzichtbar geworden.
Seit 2004 ist im Würzburger Schockraum ein Computertomograph direkt im Schockraum verfügbar und die Ganzkörper-CT als primäres diagnostisches Mittel in den Schockraumalgorithmus integriert. Ziel dieser Datenerhebung ist es deshalb, die Wertigkeit dieses Konzeptes zu überprüfen.
Zu diesem Zweck wurden retrospektiv Daten der Jahre 2005 bis einschließlich 2008 ausgewertet. Im Kollektiv enthalten sind 155 Patienten mit einem durchschnittlichen Alter von 39 Jahren und einem Männeranteil von 72,3%.
Die Abbreviated Injury Scale ergab beim Würzburger Kollektiv verglichen mit den Daten der DGU einen hohen Anteil von Patienten mit schweren Verletzungen vor allem im Bereich von Abdomen (43,2% im Vergleich zu 22,8% bei der DGU), Thorax (75,5% vs. 58,0% bei der DGU), Extremitäten (65,8% vs. 38,0% bei der DGU) und Gesicht (21,9% vs. 4,6% bei der DGU).
Beim Injury Severity Score wurde in vorliegender Datenerhebung ein Mittelwert von 37,8 Punkten berechnet, im Gegensatz zu durchschnittlich 24,5 Punkten bei den Daten der DGU. Ursache hierfür ist das Einschlusskriterium dieser Datenerhebung eines ISS ≥ 16, während bei der DGU nur 73% der Patienten eines ISS ≥ 16 hatten.
29% der Würzburger Patienten wurden entsprechend einem initialen GCS von ≤ 8 am Unfallort bewusstlos vorgefunden. Dieses Ergebnis deckt sich mit den gesamtdeutschen Daten, die im Jahresbericht 2008 der DGU veröffentlicht wurden.
Die Standardisierte Mortalitätsrate, die mit Hilfe der RISC-Prognose und der Mortalitätsrate für dieses Kollektiv ermittelt wurde, lag bei 0,66. Das bedeutet, dass deutlich weniger Patienten verstorben sind als nach RISC-Prognose erwartet. Im Vergleich zu den Angaben der DGU, die für das Jahr 2007 das bisher beste Ergebnis mit einer SMR von 0,75 im Gesamtkollektiv berechneten, ein gutes Ergebnis.
Die im direkten Vergleich höhere Letalität von 18,1% im Würzburger Kollektiv im Gegensatz zu 14% bei den gesamtdeutschen Daten der DGU lässt sich durch den deutlich höheren durchschnittlichen ISS begründen.
Insgesamt wurde in den Jahren 2005 bis 2007 am Uniklinikum Würzburg eine Zunahme der Letalität polytraumatisierter Patienten innerhalb der ersten 24 Stunden nach dem Unfall beobachtet. Zunehmend weniger Patienten verstarben dagegen während des folgenden Krankenhausaufenthaltes. Bei der Gesamtletalität konnte eine Abnahme von 20,0% im Jahr 2005 auf 14,1% im Jahr 2007 verzeichnet werden.
Die Berechnung der Diagnostikzeiten ergab eine durchschnittliche Gesamtuntersuchungsdauer von 51 Min (von der Ankunft des Patienten im Schockraum bis zum Ende der Datenrekonstruktion) und 29 Min von Beendigung des Scans bis zum Ende der Rekonstruktion. Durchschnittlich 22 Min wurden für den Zeitraum von Ankunft des Patienten bis zum Ende des Polytraumascans ermittelt, 7 Min betrug die reine Scanzeit. Die Daten decken sich mit den Berechnungen früherer Studien.
Bei 30,3% der Würzburger Patienten wurden zusätzlich konventionelle Röntgenaufnahmen im Schockraum angefertigt. Der überwiegende Anteil der Aufnahmen, das heißt 34,0%, entfielen dabei auf Röntgenbilder des Thorax. Als Erklärung werden häufig notwendige Lagekontrollen nach Installation einer Thoraxdrainage oder eines zentralen Venenkatheters angeführt.
Computertomographische Folgeuntersuchungen wurden bei insgesamt 72,9% der Patienten durchgeführt. Mit Abstand am häufigsten, in 47,6% der Fälle, wurden weitere Aufnahmen des Schädels angefertigt.
Die Kontrolle der Kurzbefunde der Ganzkörper-CT ergab bei sechs der insgesamt 155 Patienten initial nicht diagnostizierte Läsionen. Die entsprechenden Verletzungen waren bei drei Patienten auch unter Kenntnis der intraoperativen Diagnosen in der retrospektiven Analyse nicht nachvollziehbar. Bei nur einem Patienten ergab sich eine reale therapeutische Relevanz, hier wurde eine Mandibulafraktur übersehen, die später einer operativen Versorgung bedurfte.
Die Rate von initial sechs nicht entdeckten Verletzungen verdeutlicht die hohe Qualität der primären Diagnostik im Würzburger Schockraum.
Die SMR als Kriterium der Versorgungsqualität bei der Behandlung polytraumatisierter Patienten ergab einen, im gesamtdeutschen Vergleich, hohen Standard.
Zusammenfassend belegen unsere Daten den überlegenen Stellenwert eines Ganzkörper-Computertomographie-basierten Schockraumalgorithmus in der Primäversorgung polytraumatisierter Patienten am Beispiel des Würzburger Schockraums.
Das Pankreaskarzinom stellt mit seiner schlechten Prognose und der Schwierigkeit, es in frühem Stadium zu erkennen, eine große Herausforderung für die Medizin dar. Es gibt zahlreiche diagnostische Möglichkeiten für die Detektion und das Staging dieses Malignoms. Hierfür hat sich als Mittel der ersten Wahl in den letzten Jahren die MD-Computertomographie bewährt. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Treffsicherheit der Computertomographie für die Detektion als auch für die Einstufung der präoperativen Resektabilität zu bestimmen und herauszufinden, wo Fehlerquellen in der Bildbefundung liegen, um diese in Zukunft verbessern bzw. vermeiden zu können. Hierfür wurden 83 Patienten mit primärem Verdacht auf ein Pankreaskarzinom in die Studie einbezogen und die präoperativ erstellen Bilder retrospektiv befundet. Dabei ergaben sich Werte für die Sensitivität der Tumordetektion von 94 % und für die Spezifität von 43,75 %. Die Sensitivität zur Einschätzung der Resektabiliät eines Pankreaskarzinoms mit Hilfe des CTs in dieser Studie beträgt 64 % und die Spezifität 97,30 %. Die Ergebnisse an der Universität Würzburg sind damit vergleichbar mit den Ergebnissen anderer Untersuchungen an anderen Zentren.
Trotz der hohen Bildqualität der Multidetektorcomputertomographie war es schwierig, eine chronische Pankreatitis von einem Karzinom zu unterscheiden. Besonders wichtig, vor allem in Zusammenarbeit mit der Visceralchirurgie, ist es, präoperativ festzulegen, ob der Tumor noch resektabel ist, um unnötig aufwändige Operationen zu vermeiden und Patienten mit resektablem Tumor die Chance auf eine potentiell kurative Therapie nicht zu verwehren. Ein in der Bildgebung primär irresektabel eingestufter Befund war mit fast 100 % auch tatsächlich irresektabel. Dagegen stellten sich 20 % der initital als resektabel eingestuften Befunde intraoperativ als irresektabel dar. Als Hauptursachen der falsch eingestuften Befunde fanden sich in dieser Studie Probleme in der Detektion eines arteriellen Gefäßbefalls, kleiner Lebermetastasen oder einer Peritonealkarzinose. Zu ähnlichen Ergebnissen kommen auch andere Autoren. Auch in Zukunft wird trotz weiterer technischer Fortschritte in der Schnittbildgebung eine sichere Unterscheidung wahrscheinlich nicht immer möglich sein. Folglich gilt es im präoperativen Staging des Pankreaskarzinoms, größtmögliche Sorgfalt walten zu lassen. Dies beinhaltet, so genau wie möglich, auf Hinweise zur Unterscheidung einer chronischen Pankreatitis, eines Karzinoms und der erwähnten Irresektabilitätskriterien zu achten. So wird im Rahmen, der durch technische Möglichkeiten gegebenen Treffsicherheit, ein Maximum an Genauigkeit sichergestellt.
Es wurden Perfusionsmessungen mittels MRT an Infarktpatienten im Akutstadium und im Langzeitverlauf durchgeführt und quantitativ mittels einem Sektormodell ausgewertet. Hierbei zeigte sich, dass sich die Perfusionswerte im Infarktareal und gesunden Myokard nicht signifikant unterschieden und dass sich diese auch im Jahresverlauf nicht signifikant änderten. Es ergab sich auch keine signifikante Korrelation zwischen der Größe des Infarkareales und den gemessenen Perfusionswerten.
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.
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.
Die Kombination einer geringen Kontrastmittelmenge (Prä-Bolus) zur Ermittlung und Konstruktion einer Arteriellen Input Funktion, kombiniert mit der Verabreichung eines höher dosierten Kontrastmittel-Bolus zur Darstellung der morphologischen Herzstrukturen bewirkt eine deutliche Verbesserung des Kontrast-Rausch-Verhältnisses bei gleichzeitigem Vermeiden von Sättigungseffekten. Durch die Möglichkeit der Anwendung dieser Technik in Multi Slice MR Imaging Sequenzen empfiehlt sich die neue Prä-Bolustechnik für weitere, zukünftige klinische Studien auf diesem Gebiet.
Zielsetzung: Harmonic Imaging produziert Bilder mit hoher Orts- und Kontrastauflösung. Die Mikrobläschen im verwendeten Kontrastmittel werden deutlich sichtbarer. Ziel dieser Studie war es, das diagnostische Potential der kontrastverstärkten Miktionsurosonographie (MUS) mittels Harmonic Imaging bei reduzierter Kontrastmitteldosis mit der Miktionszystourethrographie (MCU) zu vergleichen. Material und Methodik: 55 Patienten (17 Jungen, 38 Mädchen; Durchschnittsalter 4 Jahre), die zur Refuxuntersuchung kamen, wurden für die Vergleichsstudie rekrutiert. Im Anschluß an einen Standard-Ultraschall des Harntraktes mit Harmonic Imaging (Sonoline Elegra, Siemens) folgte die Blasenkatheterisierung und die intravesikale Gabe des Ultraschallkontrastmittels Levovist® (300 mg/ml). Anstatt der bei MUS mit konventioneller Ultraschallmodalität verwendeten Menge – 10% des Blasenvolumens – wurde jetzt nur 5% Volumen des Kontrastmittels benutzt. Die Sonographie des Harntraktes wurde wiederholt und auch unter Miktion fortgeführt. Es schloss sich ein MCU an. Ergebnisse: Zur Evaluation standen insgesamt 114 Nieren-Ureter-Einheiten (NUE) zur Verfügung. In 29 NUE wurde mit einer oder beiden Methoden ein vesikoureteraler Reflux (VUR) diagnostiziert. In 7 NUE wurde der Reflux nur mit Hilfe der MUS, in 3 NUE nur mittels MCU diagnostiziert. Beim Vergleich der MUS mit der Referenzmethode MCU waren die diagnostischen Ergebnisse folgendermaßen: 86,4% Sensitivität, 92,4% Spezifität, 73,1% positiver Vorhersagewert und 96,6% negativer Vorhersagewert. Der Korrelationskoeffizient zwischen den beiden Methoden betrug 0,741 (p<0,001). Schlußfolgerungen: MUS mit Harmonic Imaging und halbierter Kontrastmitteldosis ist in Bezug auf Ausschluß und Diagnose eines VUR mit der MCU vergleichbar. Die Reduktion der Kontrastmittelmenge schränkt die Aussagefähigkeit der MUS nicht ein, sondern ermöglicht bei gleichen Ergebnissen eine kostengünstigere Untersuchung.
Hintergrund: Die CT-Pulmonalisangiographie (CTPA) ist diagnostischer Goldstandard der Diagnostik der Lungenarterienembolie (LAE). Durch Dual-Energy CT (DECT) können mithilfe von Joddistributionskarten LAEs auf Segment- und Subsegmentebene besser detektiert werden. Neben der etablierten Dual-Source-Technik ermöglicht ein Split-Filter eine DECT-Akquisition mit Single-Source-Scannern. Ein solcher SF-DECT-Scanner sollte hinsichtlich der Bildqualität sowie der Strahlendosis mit einem etabliertem DS-DECT-Gerät verglichen werden.
Material und Methoden: Insgesamt wurden 135 Patienten eingeschlossen, die eine CTPA erhielten: 68 erhielten einen DS-DECT-Scan mit 90/Sn150 kV und 67 einen SF-DECT-Scan mit Au/Sn120 kV. Für beide Protokolle wurden farbkodierte Joddistributionskarten erstellt. Die objektive (CT-Abschwächung in relevanten Gefäßen in HU, Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Kontrast-Rausch-Verhältnis (CNR), perfused blood volume (PBV)) und subjektive Bildqualität (2 Befunder (B), 5-Punkte-Likert-Skala) sowie Dosisparameter wurden erhoben und verglichen.
Ergebnisse: Alle CTPAs waren von diagnostischer Qualität. Ihre subjektive Bildqualität wurde in 80,9/82,4% (B1/B2) der DS-DECT und in 77,6/76,1% der SF-DECT als exzellent oder gut bewertet. Die subjektive Bildqualität der Joddistributionskarten der SF-DECT wurde von beiden Befundern als schlechter beurteilt. Die HU-Werte der relevanten Gefäße unterschieden sich nicht signifikant (p>0.05), SNR und CNR der SF-Gruppe waren in zentralen Gefäßen jedoch höher (p<0.05); die PBV-Werte der SF-Gruppe waren teils höher (p<0.05). Alle erhobenen Dosisparameter waren in der SF-Gruppe höher (p<0,05).
Konklusion: In der diagnostischen Abklärung eines V.a. eine akute LAE ermöglicht der Einsatz eines Split-Filters an einem Single-Source-CT-Scanner eine Dual-Energy-Untersuchung. Dies geht im Vergleich zu etablierten DS-Scannern jedoch mit einer schlechteren Qualität der Joddistributionskarten und einer höheren Strahlendosis einher.
Vergleich verschiedener Kontrastmittelkonzentrationen für die Computertomographie des Abdomens
(2007)
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Auswirkungen von drei unter-schiedlichen Jodkonzentrationen eines Kontrastmittels sowohl bei gleicher In-jektionsgeschwindigkeit als auch bei gleicher Jodmenge/Zeiteinheit auf den Dichteanstieg in Leber, Pankreas, Milz und Aorta bei der Mehrzeilendetektor-Spiral-CT zu untersuchen. In die prospektive Studie wurden 120 Patienten im Alter von 706 Jahren mit einer bekannten oder vermuteten Leberraumforderung aufgenommen, die sich einer triphasischen Mehrzeilendetektor-Spiral-CT-Untersuchung des Abdomens unterzogen. Als Kontrastmittel wurde das nicht-ionische Iopromid verwendet. Die Patienten wurden in sechs gleich große Gruppen eingeteilt. Die Gruppen waren wie folgt charakterisiert: Gruppe I: 150 ml (KM-Volumen), 240 mg/ml (Jodkonzentration) bei 4 ml/s (Injektionsgeschwindigkeit); Gruppe II: 120 ml, 300 mg/ml bei 4 ml/s; Gruppe III: 100 ml, 370 mg/ml bei 4 ml/s; Gruppe IV: 150 ml, 240 mg/ml bei 5 ml/s; Gruppe V: 120 ml, 300 mg/ml, 60 ml bei 6 ml/s, 60 ml bei 3 ml/s; Gruppe VI: 100 ml, 370 mg/ml bei 3,3 ml/s. Die Gesamtjodmenge war stets konstant und betrug 36 g. Der Dichteanstieg wurde in der Leber (kra-nial, Mitte, kaudal, linker Leberlappen), im Pankreas, in der Milz und in der Aorta (kranial und kaudal) in der nativen, arteriellen, portal-venösen und Paren-chymphase mit Hilfe einer ROI gemessen. Für den statistischen Vergleich der Gruppen wurden der Kruskal-Wallis-Test (Vergleich von mehr als zwei Grup-pen) und der Mann-Whitney-Test (Vergleich von zwei Gruppen) verwendet. Beim Vergleich der Gruppen, die das Kontrastmittel mit gleicher Injektionsge-schwindigkeit erhielten (Gruppe I-III), zeigte sich ein signifikant höheres En-hancement (p=0,02) des Pankreas in der arteriellen Phase bei Gabe des Kon-trastmittels mit einer Konzentration von 370 mg/ml (7420 HE) im Vergleich zur Gabe von Kontrastmitteln mit Konzentrationen von 240 mg/ml (5815 HE) und 300 mg/ml (6212 HE). Sowohl beim Vergleich der Gruppen, die das Kon-trastmittel mit gleicher Jodmenge/Zeiteinheit erhielten (Gruppe II, IV und VI) als auch beim Vergleich aller Gruppen zeigten sich keine signifikanten Grup-penunterschiede hinsichtlich des Dichteanstiegs in den untersuchten Organen. Mit Hilfe der vorliegenden Arbeit konnte auf der einen Seite gezeigt werden, dass bei konstanter Jodgesamtmenge und konstanter Injektionsgeschwindig-keit das Kontrastmittel mit der höheren Jodkonzentration das Enhancement des Pankreas in der arteriellen Phase signifikant verbessert. Auf der anderen Seite konnte gezeigt werden, dass bei konstanter Jodgesamtmenge und konstanter Jodmenge/Zeiteinheit keine signifikanten Unterschiede zwischen den Jodkon-zentrationen hinsichtlich des Enhancements von Oberbauchorganen bestehen.
In der Diagnostik der KHK und für die richtige Therapieentscheidung ist die myokardiale Perfusion von besonderem Interesse. Die verminderte Mikrozirkulation als funktionelle Folge einer Stenose korreliert mit den Beschwerden und der Prognose für einen Patienten mit KHK besser als die Morphologie der Stenose selbst. In der koronaren Angiographie wird die vaskuläre Situation der Herzkranzgefäße beurteilt und in Stenosegrade eingeteilt. Die Stenosen bedingen aber häufig nicht die entsprechende myokardiale Minderdurchblutung, so dass oft zusätzliche Untersuchungen der Ischämiediagnostik wie beispielsweise die Myokardszintigraphie oder die Stressechokardiographie erforderlich sind. Die MR-Perfusionsmessung kann bereits zur KHK-Primärdiagnostik eingesetzt werden. Die Bestimmung der hämodynamischen Relevanz einer Stenose und der Nachweis einer mikrovaskulärern Obstruktion nach Infarkt und die Therapiekontrolle nach Revaskularisierung ist möglich. Hier könnte in Zukunft die quantitative MR Perfusionsmessung den Vergleich von MR Perfusionsmessungen mit anderen Modalitäten erleichtern. Die Magnetresonanztomographie für die Bestimmung der Herzperfusion wird zunehmend in der Klinik angewendet. Die Auswertung erfolgt in der Regel nicht quantitativ, sondern rein visuell. Die quantitative Bestimmung der myokardialen Perfusion mittels MRT ist Gegenstand der aktuellen Forschung. In der vorliegenden Arbeit wurde die von Köstler beschriebene Präbolus Technik eingesetzt, die quantitative Aussagen über die myokardiale Perfusion mit einer geringen Variabilität ermöglicht. Diese Untersuchungstechnik wurde bei herzgesunden Probanden getestet. Für die quantitativen Perfusionsuntersuchungen wurde das Myokard in allen Bildern manuell segmentiert (d.h. markiert). Anschließend wurden aus den segmentierten Bildern Konzentrations-Zeit-Kurven im Myokard und im linken Ventrikel bestimmt. Aus diesen Kurven wurden durch Entfaltung mit der arteriellen Inputfunktion zu einer Modellfunktion quantitative Werte für die Perfusion gemessen. Das Ziel dieser Studie war die Untersuchung verschiedener Aspekte der Auswerteverfahren in der Herzperfusionsdiagnostik, um die Auswertung optimieren zu können. Die Untersuchungen für die quantitative Bestimmung der Myokardperfusion erfolgten mittels Präbolus-Technik und einer Multislice SSFP-Sequenz. Zur Bestimmung einer optimierten Segmentation des Myokards bei der quantitativen Bestimmung der Herzperfusion in der MRT ist es möglich, die tatsächlichen Myokardgrenzen zu verwenden, wenn eine Kontaminationskorrektur eingesetzt wird. Dabei wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis verbessert und die Variabilität der Perfusionswerte vermindert. Die subendokardiale und subepikardiale Perfusion können bestimmt werden. Die Untersuchung der Perfusion der subendo- und subepikardialen Schicht des menschlichen Herzens zeigte bei den untersuchten gesunden Probanden eine höhere Perfusion der subendokardialen Anteile. Künftig könnten auch in der klinischen Routine subendo- und subepikardiale Schichten getrennt ausgewertet werden, um somit eine Differenzierung eines Perfusionsdefizites zu ermöglichen. Ziel ist es, auch kleine Durchblutungsstörungen oder eine Minderdurchblutung nur der inneren Schichten des Herzmuskels quantitativ nachzuweisen. Hierzu müssen die Ergebnisse dieser Studie mit Ergebnissen von Patienten verglichen werden. Werden die Werte von quantitativen Perfusionsauswertungen mit einer Fermi- oder Exponentialfunktion ausgewertet, zeigt sich ein linearer Zusammenhang der Ergebnisse, die ineinander umgerechnet werden können. Beide Modellfunktionen sind somit für die Auswertung der Herzperfusionsuntersuchung einsetzbar. Des Weiteren wurde gezeigt, dass es durch die Entfaltung der Konzentrations-Zeit-Kurven möglich ist, die myokardiale Perfusion bei gesunden Probanden korrekt zu messen, auch wenn nur die Bilder jedes n-ten Herzschlages berücksichtigt werden. Patientenstudien müssen zeigen, ob dies auch für minderperfundierte Areale zutrifft und ob diese eindeutig determiniert werden können. Die Interobservervariabilität liegt in der Größenordung der Streuung der Flusswerte bei gesunden Probanden. Die Beurteilbarkeit unterschiedlicher Regionen des Herzens hinsichtlich der Mikrozirkulation und der daraus abzuleitenden therapeutischen Konsequenzen sind das primäre Ziel. Mit der quantitativen MR-Herz-Perfusionsmessung soll ein validiertes diagnostisches Instrumentarium für die Bestimmung der Herzdurchblutung zur Verfügung gestellt werden. Diese Arbeit liefert einen Beitrag zur Optimierung der Auswertung der Herzperfusion und hilft damit den Stellenwert der MR-Herzperfusionsmessung zu verbessern. Die MRT könnte auf Grund der hohen räumlichen Auflösung und der Möglichkeit der Quantifizierung in Zukunft zum Goldstandard bei Herzperfusionsuntersuchungen werden
In der S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Morbus Crohn“ von 2008 war lediglich die Sonographie als primär bildgebendes Verfahren verankert; der Einsatz der Dünndarm-MRT blieb optional und ohne feste Position im Diagnostik-Algorithmus der CED. Im Unterschied hierzu stärkt die 2014 aktualisierte entsprechende S3-Leitlinie den Stellenwert der MRT als bildgebende Modalität. Weiterhin bestehen bleibt die Sonographie als primäre Bildgebung; eine MRT soll jedoch ebenfalls erfolgen: zur Primärdiagnostik, zur Erkennung extraintestinaler Komplikationen und zur Beurteilung endoskopisch nicht einsehbarer Darmabschnitte. Darüber hinaus kann sie in Verlaufskontrollen angewendet werden, falls erforderlich. Da sich diese jungen Patienten bei langer Krankheitsdauer in der Regel einer hohen Zahl an Untersuchungen unterziehen, sollte die Möglichkeit, dies strahlenexpositionsfrei durchführen zu können, unbedingt gewährleistet werden. Andernfalls ist mit einer erhöhten Rate an Malignomen im späteren Lebensalter zu rechnen.
Daraus ergibt sich die Bedeutung einer Korrelation von mittels Ultraschall wie MRT erhobenen Befunden bei kindlicher CED. Hierzu liegen bislang nur wenige Untersuchungen vor, die zumeist auf den additiven Wert der Sonographie zur MRT und/oder dem additiven Wert der MR-Perfusionsanalyse fokussieren. Der hier vorgestellte Ansatz einer direkten Korrelation der Parameter Wanddicke und Perfusionsmarker zwischen Sonographie und MRT sowie gegenüber klinischen Aktivitätsmarkern (shPCDAI) ist innovativ.
Für das MRT konnten wir eine signifikante Korrelation von Wanddicke und Signalintensitätszunahme zwei Minuten nach Kontrastmittelgabe für das terminale Ileum, der Prädilektionsstelle des Morbus Crohn, nachweisen. Ein Zusammenhang zwischen Wanddicke und klinischem Aktivitätsindex konnte nicht gezeigt werden, jedoch zwischen Signalintensitätszunahme und short PCDAI. Die Perfusionsanalyse sollte daher unserer Ansicht nach bei MRT-Untersuchungen zur Beantwortung der Frage „aktive Entzündung“ herangezogen werden.
Für die Sonographie konnten wir keinen Zusammenhang von Wanddicke und Perfusion, jedoch eine signifikante Korrelation von Wanddicke und short PCDAI nachweisen. Die Perfusion korrelierte wiederum nicht mit dem klinischen Aktivitätsindex. Die morphologische Wanddickenanalyse sollte daher für Sonographie-Untersuchungen zur Beantwortung der Frage „aktive Entzündung“ herangezogen werden.
Bei der Korrelation der MRT- und Sonographie-Ergebnisse zeigte sich ein gutes Übereinstimmen der Daten der Darmwanddicken-Messungen, die höchste Korrelation ergab sich im terminalen Ileum. Auch für Signalintensitätszunahmen (MRT) und Perfusion (FKDS) zeigte sich ein gutes Übereinstimmen – mit Ausnahme des Rektosigmoids (späte KM-Phase). Die größte Korrelation war auch hier im terminalen Ileum zu finden. Dies belegt die gute Vergleichbarkeit beider Modalitäten. Eine Korrelation von MRAIs – USAI – shPCDAI ließ sich nicht nachweisen. Dies könnte an einer divergenten Einschätzung der Erkrankungsaktivität, jedoch auch an der kleinen Fallzahl liegen. Zur Erstellung des shPCDAI waren die retrospektiv erhobenen Variablen teils nicht ausreichend. Hauptlimitation für den USAI war die – teils durch Darmgasüberlagerung bedingte – unvollständige Dokumentation. Die Stärke des MRAI lag dagegen bei konstant vorliegenden Messungen in fünf Darmabschnitten.
Trotz dieser Limitationen belegt die vorliegende Arbeit die Gleichwertigkeit beider Methoden in der Beurteilung von Darmwanddicken und eine bessere Korrelation wie Aussagekraft der MRT bei der Perfusionsanalyse. Aktuelle Publikationen belegen die Bedeutung Diffusionsgewichteter-MR-Bildgebung bei der CED-Diagnostik. Die DWI wurde im Rahmen unserer Untersuchung nicht angewendet, wird aber in Zukunft als vielversprechender, additiver Baustein oder sogar Ersatz für die Kontrastmittelgabe (Perfusionsanalyse) für MRT bei CED zu evaluieren sein.
Acceleration is a central aim of clinical and technical research in magnetic resonance imaging (MRI) today, with the potential to increase robustness, accessibility and patient comfort, reduce cost, and enable entirely new kinds of examinations. A key component in this endeavor is image reconstruction, as most modern approaches build on advanced signal and image processing. Here, deep learning (DL)-based methods have recently shown considerable potential, with numerous publications demonstrating benefits for MRI reconstruction. However, these methods often come at the cost of an increased risk for subtle yet critical errors. Therefore, the aim of this thesis is to advance DL-based MRI reconstruction, while ensuring high quality and fidelity with measured data. A network architecture specifically suited for this purpose is the variational network (VN). To investigate the benefits these can bring to non-Cartesian cardiac imaging, the first part presents an application of VNs, which were specifically adapted to the reconstruction of accelerated spiral acquisitions. The proposed method is compared to a segmented exam, a U-Net and a compressed sensing (CS) model using qualitative and quantitative measures. While the U-Net performed poorly, the VN as well as the CS reconstruction showed good output quality. In functional cardiac imaging, the proposed real-time method with VN reconstruction substantially accelerates examinations over the gold-standard, from over 10 to just 1 minute. Clinical parameters agreed on average.
Generally in MRI reconstruction, the assessment of image quality is complex, in particular for modern non-linear methods. Therefore, advanced techniques for precise evaluation of quality were subsequently demonstrated.
With two distinct methods, resolution and amplification or suppression of noise are quantified locally in each pixel of a reconstruction. Using these, local maps of resolution and noise in parallel imaging (GRAPPA), CS, U-Net and VN reconstructions were determined for MR images of the brain. In the tested images, GRAPPA delivers uniform and ideal resolution, but amplifies noise noticeably. The other methods adapt their behavior to image structure, where different levels of local blurring were observed at edges compared to homogeneous areas, and noise was suppressed except at edges. Overall, VNs were found to combine a number of advantageous properties, including a good trade-off between resolution and noise, fast reconstruction times, and high overall image quality and fidelity of the produced output. Therefore, this network architecture seems highly promising for MRI reconstruction.
Zur Abklärung malignitätsverdächtiger Befunde in der Brust benötigt man eine effektive minimal-invasive Methode. Diese retrospektive Studie evaluiert die Wertigkeit der Vakuumstanzbiopsie mit manueller Führung. Es zeigt sich, dass hier eine unkomplizierte und ausreichende Gewinnung von Gewebe und somit eine zuverlässige Einschätzung von mammographischen Auffälligkeiten möglich ist.
In this study, the impact of reconstruction sharpness on the visualization of the appendicular skeleton in ultrahigh-resolution (UHR) photon-counting detector (PCD) CT was investigated. Sixteen cadaveric extremities (eight fractured) were examined with a standardized 120 kVp scan protocol (CTDI\(_{vol}\) 10 mGy). Images were reconstructed with the sharpest non-UHR kernel (Br76) and all available UHR kernels (Br80 to Br96). Seven radiologists evaluated image quality and fracture assessability. Interrater agreement was assessed with the intraclass correlation coefficient. For quantitative comparisons, signal-to-noise-ratios (SNRs) were calculated. Subjective image quality was best for Br84 (median 1, interquartile range 1–3; p ≤ 0.003). Regarding fracture assessability, no significant difference was ascertained between Br76, Br80 and Br84 (p > 0.999), with inferior ratings for all sharper kernels (p < 0.001). Interrater agreement for image quality (0.795, 0.732–0.848; p < 0.001) and fracture assessability (0.880; 0.842–0.911; p < 0.001) was good. SNR was highest for Br76 (3.4, 3.0–3.9) with no significant difference to Br80 and Br84 (p > 0.999). Br76 and Br80 produced higher SNRs than all kernels sharper than Br84 (p ≤ 0.026). In conclusion, PCD-CT reconstructions with a moderate UHR kernel offer superior image quality for visualizing the appendicular skeleton. Fracture assessability benefits from sharp non-UHR and moderate UHR kernels, while ultra-sharp reconstructions incur augmented image noise.
Ultra-high field cardiac MRI in large animals and humans for translational cardiovascular research
(2023)
A key step in translational cardiovascular research is the use of large animal models to better understand normal and abnormal physiology, to test drugs or interventions, or to perform studies which would be considered unethical in human subjects. Ultrahigh field magnetic resonance imaging (UHF-MRI) at 7 T field strength is becoming increasingly available for imaging of the heart and, when compared to clinically established field strengths, promises better image quality and image information content, more precise functional analysis, potentially new image contrasts, and as all in-vivo imaging techniques, a reduction of the number of animals per study because of the possibility to scan every animal repeatedly. We present here a solution to the dual use problem of whole-body UHF-MRI systems, which are typically installed in clinical environments, to both UHF-MRI in large animals and humans. Moreover, we provide evidence that in such a research infrastructure UHF-MRI, and ideally combined with a standard small-bore UHF-MRI system, can contribute to a variety of spatial scales in translational cardiovascular research: from cardiac organoids, Zebra fish and rodent hearts to large animal models such as pigs and humans. We present pilot data from serial CINE, late gadolinium enhancement, and susceptibility weighted UHF-MRI in a myocardial infarction model over eight weeks. In 14 pigs which were delivered from a breeding facility in a national SARS-CoV-2 hotspot, we found no infection in the incoming pigs. Human scanning using CINE and phase contrast flow measurements provided good image quality of the left and right ventricle. Agreement of functional analysis between CINE and phase contrast MRI was excellent. MRI in arrested hearts or excised vascular tissue for MRI-based histologic imaging, structural imaging of myofiber and vascular smooth muscle cell architecture using high-resolution diffusion tensor imaging, and UHF-MRI for monitoring free radicals as a surrogate for MRI of reactive oxygen species in studies of oxidative stress are demonstrated. We conclude that UHF-MRI has the potential to become an important precision imaging modality in translational cardiovascular research.
Objectives
Trauma evaluation of extremities can be challenging in conventional radiography. A multi-use x-ray system with cone-beam CT (CBCT) option facilitates ancillary 3-D imaging without repositioning. We assessed the clinical value of CBCT scans by analyzing the influence of additional findings on therapy.
Methods
Ninety-two patients underwent radiography and subsequent CBCT imaging with the twin robotic scanner (76 wrist/hand/finger and 16 ankle/foot/toe trauma scans). Reports by on-call radiologists before and after CBCT were compared regarding fracture detection, joint affliction, comminuted injuries, and diagnostic confidence. An orthopedic surgeon recommended therapy based on reported findings. Surgical reports (N = 52) and clinical follow-up (N = 85) were used as reference standard.
Results
CBCT detected more fractures (83/64 of 85), joint involvements (69/53 of 71), and multi-fragment situations (68/50 of 70) than radiography (all p < 0.001). Six fractures suspected in radiographs were ruled out by CBCT. Treatment changes based on additional information from CBCT were recommended in 29 patients (31.5%). While agreement between advised therapy before CBCT and actual treatment was moderate (κ = 0.41 [95% confidence interval 0.35–0.47]; p < 0.001), agreement after CBCT was almost perfect (κ = 0.88 [0.83–0.93]; p < 0.001). Diagnostic confidence increased considerably for CBCT studies (p < 0.001). Median effective dose for CBCT was 4.3 μSv [3.3–5.3 μSv] compared to 0.2 μSv [0.1–0.2 μSv] for radiography.
Conclusions
CBCT provides advantages for the evaluation of acute small bone and joint trauma by detecting and excluding extremity fractures and fracture-related findings more reliably than radiographs. Additional findings induced therapy change in one third of patients, suggesting substantial clinical impact.
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.
Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein innovatives tomographisches Bildgebungsverfahren, mit dem Tracerpartikel äußerst sensitiv und schnell mehrdimensional abgebildet werden können. Die Methode basiert auf der nichtlinearen Magnetisierungsantwort superparamagnetischer Eisenoxidnanopartikel (SPION) in einem Messpunkt, welcher ein Messvolumen rastert. In vorliegender Arbeit wurde das sog. Traveling Wave MPI (TWMPI) Verfahren eingesetzt, wodurch im Vergleich zu konventionellen MPI-Scannern ein größeres Field of View (FOV) und eine geringere Latenz bis zur Bildanzeige erreicht werden konnte. TWMPI weist einige für medizinische Zwecke vielversprechende Eigenschaften auf: Es liefert zwei- und dreidimensionale Bildrekonstruktionen in Echtzeit mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung. Dabei ist die Bildgebung von Grund auf hintergrundfrei und erfordert keinerlei ionisierende Strahlung. Zudem ist die Technik äußerst sensitiv und kann SPION-Tracer noch in mikromolaren Konzentrationen detektieren.
Ziel dieser Arbeit war es daher zu untersuchen, inwiefern es mittels TWMPI möglich ist, künstliche Stenosen im Gefäßmodell visuell in Echtzeit darzustellen und quantitativ zu beurteilen sowie überdies eine perkutane transluminale Angioplastie (PTA) im Gefäßmodell unter TWMPI-Echtzeit-Bildgebung durchzuführen.
Alle Experimente wurden in einem speziell angefertigten TWMPI-Scanner durchgeführt (JMU Würzburg, Experimentelle Physik V (Biophysik), FOV: 65 x 29 x 29 mm³, Auflösung: ca. 1.5 - 2 mm). Die Lumen-Darstellungen erfolgten mittels des SPION-Tracers Ferucarbotran in einer Verdünnung von 1 : 50 (entspr. 10 mmol [Fe]/l). Das PTA-Instrumentarium wurde mit eigens hergestelltem ferucarbotranhaltigem Lack (100 mmol [Fe]/l) markiert. Für die verschiedenen Teilexperimente wurden den jeweiligen speziellen Anforderungen entsprechend mehrere Gefäßmodelle handgefertigt.
Für die visuelle Stenosequantifizierung wurden fünf starre Stenosephantome unterschiedlicher Stenosierung (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) aus Polyoxymethylen hergestellt (l: 40 mm, ID: 8 mm). Die Gefäßmodelle wurden mehrfach zentral im FOV platziert und das stenosierte Lumen mittels sog. Slice-Scanning Modus (SSM, Einzelaufnahme inkl. 10 Mittelungen: 200 ms, Bildfrequenz: 5 Bilder pro Sekunde, Latenz: ca. 100 ms) als zweidimensionale Quasi-Projektionen abgebildet. Diese Aufnahmen (n = 80, 16 je Phantom) wurden mit einer einheitlichen Grauskalierung versehen und anschließend entsprechend den NASCET-Kriterien visuell ausgewertet.
Alle achtzig Aufnahmen waren unabhängig vom Stenosegrad aufgrund einheitlicher Fensterung sowie konstanter Scannerparameter untereinander gut vergleichbar. Niedriggradige Stenosen konnten insgesamt genauer abgebildet werden als höhergradige, was sich neben der subjektiven Bildqualität auch in geringeren Standardabweichungen zeigte (0%: 3.70 % ± 2.71, 25%: 18.64 % ± 1.84, 50%: 52.82 % ± 3.66, 75%: 77.84 % ± 14.77, 100%: 100 % ± 0). Mit zunehmendem Stenosegrad kam es vermehrt zu geometrischen Verzerrungen im Zentrum, sodass bei den 75%-Stenosen eine breitere Streuung der Messwerte mit einer höheren Standardabweichung von 14.77% einherging. Leichte, randständige Artefakte konnten bei allen Datensätzen beobachtet werden.
Für die PTA wurden drei interaktive Gefäßmodelle aus Polyvinylchlorid (l: 100 mm, ID: 8 mm) mit zu- und abführendem Schlauchsystem entwickelt, welche mittels Kabelband von außen hochgradig eingeengt werden konnten. Analog zu einer konventionellen PTA mittels röntgenbasierter digitaler Subtraktionsangiographie (DSA), wurden alle erforderlichen Arbeitsschritte (Gefäßdarstellung, Drahtpassage, Ballonplatzierung, Angioplastie, Erfolgskontrolle) unter (TW)MPI-Echtzeit-Bildgebung (Framerate: 2 - 4 FPS, Latenz: ca. 100 ms) abgebildet bzw. durchgeführt.
Im Rahmen der PTA war eine Echtzeit-Visualisierung der Stenose im Gefäßmodell durch Tracer-Bolusgabe sowie die Führung des markierten Instrumentariums zum Zielort möglich. Die Markierung der Instrumente hielt der Beanspruchung während der Prozedur stand und ermöglichte eine genaue Platzierung des Ballonkatheters. Die Stenose konnte mittels Angioplastie-Ballons unter Echtzeit-Darstellung gesprengt werden und der Interventionserfolg im Anschluss durch erneute Visualisierung des Lumens validiert werden.
Insgesamt zeigt sich MPI somit als adäquate Bildgebungstechnik für die beiden in der Fragestellung bzw. Zielsetzung definierten experimentellen Anwendungen. Stenosen im Gefäßmodell konnten erfolgreich in Echtzeit visualisiert und bildmorphologisch nach NASCET-Kriterien quantifiziert werden. Ebenso war eine PTA im Gefäßmodell unter TWMPI-Echtzeit-Bildgebung machbar. Diese Ergebnisse unterstreichen das grundlegende Potenzial von MPI für medizinische Zwecke. Um zu den bereits etablierten Bildgebungsmethoden aufzuschließen, ist jedoch weitere Forschung im Bereich der Scanner-Hard- und -Software sowie bezüglich SPION-Tracern nötig.
Objectives: Positron emission tomography (PET) is currently considered the non-invasive reference standard for lymph node (N-)staging in lung cancer. However, not all patients can undergo this diagnostic procedure due to high costs, limited availability, and additional radiation exposure. The purpose of this study was to predict the PET result from traditional contrast-enhanced computed tomography (CT) and to test different feature extraction strategies. Methods: In this study, 100 lung cancer patients underwent a contrast-enhanced \(^{18}\)F-fluorodeoxyglucose (FDG) PET/CT scan between August 2012 and December 2019. We trained machine learning models to predict FDG uptake in the subsequent PET scan. Model inputs were composed of (i) traditional “hand-crafted” radiomics features from the segmented lymph nodes, (ii) deep features derived from a pretrained EfficientNet-CNN, and (iii) a hybrid approach combining (i) and (ii). Results: In total, 2734 lymph nodes [555 (20.3%) PET-positive] from 100 patients [49% female; mean age 65, SD: 14] with lung cancer (60% adenocarcinoma, 21% plate epithelial carcinoma, 8% small-cell lung cancer) were included in this study. The area under the receiver operating characteristic curve (AUC) ranged from 0.79 to 0.87, and the scaled Brier score (SBS) ranged from 16 to 36%. The random forest model (iii) yielded the best results [AUC 0.871 (0.865–0.878), SBS 35.8 (34.2–37.2)] and had significantly higher model performance than both approaches alone (AUC: p < 0.001, z = 8.8 and z = 22.4; SBS: p < 0.001, z = 11.4 and z = 26.6, against (i) and (ii), respectively). Conclusion: Both traditional radiomics features and transfer-learning deep radiomics features provide relevant and complementary information for non-invasive N-staging in lung cancer.
Purpose: In hepatocellular carcinoma patients with large or multinodal tumors, where curative treatment options are not feasible, transarterial therapies play a major role. Transarterial chemoembolization (TACE) with drug-eluting beads (DEB-TACE) is a promising new approach due to higher intratumoral and lower systemic concentration of the chemotherapeutic agent compared to conventional TACE (cTACE).
Patients and methods: In a retrospective analysis, 32 patients with hepatocellular carcinoma who received either DEB or a cTACE were compared regarding survival time, disease recurrence, and side effects such as pain and fever.
Results: No significant differences could be detected between the cTACE and DEB-TACE groups with regard to mean hospital stay, appearance of postinterventional fever, or 30-day mortality. However, the application of intravenous analgesics as postinterventional pain medication was needed more often in patients treated with DEB-TACE (57.1% vs 12.5%, P=0.0281). The overall median survival after the initial procedure was 10.8 months in the cTACE group and 9.2 months in the DEB-TACE group, showing no significant difference.
Conclusion: No survival benefit for patients treated with either DEB-TACE or cTACE was observed. Surprisingly, a higher rate of postinterventional pain could be detected after DEB-TACE.
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.
Purpose:
The gradient system transfer function (GSTF) characterizes the frequency transfer behavior of a dynamic gradient system and can be used to correct non‐Cartesian k‐space trajectories. This study analyzes the impact of the gradient coil temperature of a 3T scanner on the GSTF.
Methods:
GSTF self‐ and B\(_0\)‐cross‐terms were acquired for a 3T Siemens scanner (Siemens Healthcare, Erlangen, Germany) using a phantom‐based measurement technique. The GSTF terms were measured for various temperature states up to 45°C. The gradient coil temperatures were measured continuously utilizing 12 temperature sensors which are integrated by the vendor. Different modeling approaches were applied and compared.
Results:
The self‐terms depend linearly on temperature, whereas the B0‐cross‐term does not. Effects induced by thermal variation are negligible for the phase response. The self‐terms are best represented by a linear model including the three gradient coil sensors that showed the maximum temperature dependence for the three axes. The use of time derivatives of the temperature did not lead to an improvement of the model. The B\(_0\)‐cross‐terms can be modeled by a convolution model which considers coil‐specific heat transportation.
Conclusion:
The temperature dependency of the GSTF was analyzed for a 3T Siemens scanner. The self‐ and B0‐cross‐terms can be modeled using a linear and convolution modeling approach based on the three main temperature sensor elements.
Utilizing 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) positron emission tomography (PET)/computed tomography (CT), we performed this pilot study to evaluate the link between cytogenetic/genomic markers and imaging patterns in relapsed/refractory (RR) multiple myeloma (MM). We retrospectively analyzed data of 24 patients with RRMM who were treated at our institution between November 2018 and February 2020. At the last relapse/progression, patients had been treated with a median of three (range 1–10) lines of therapy. Six (25%) patients showed FDG avid extramedullary disease without adjacency to bone. We observed significantly higher maximum standardized uptake values (SUV\(_{max}\)) in patients harboring del(17p) compared with those without del(17p) (p = 0.025). Moreover, a high SUV\(_{max}\) of >15 indicated significantly shortened progression-free survival (PFS) (p = 0.01) and overall survival (OS) (p = 0.0002). One female patient exhibited biallelic TP53 alteration, i.e., deletion and mutation, in whom an extremely high SUV\(_{max}\) of 37.88 was observed. In summary, this pilot study suggested a link between del(17p)/TP53 alteration and high SUV\(_{max}\) on 18F-FDG PET/CT in RRMM patients. Further investigations are highly warranted at this point.
Background:
Triangular fibrocartilage complex (TFCC) lesions commonly cause ulnar-sided wrist pain and instability of the distal radioulnar joint. Due to its triangular shape, discontinuity of the TFCC is oftentimes difficult to visualize in radiological standard planes. Radial multiplanar reconstructions (MPR) may have the potential to simplify diagnosis in CT wrist arthrography. The objective of this study was to assess diagnostic advantages provided by radial MPR over standard planes for TFCC lesions in CT arthrography.
Methods:
One hundred six patients (49 women, 57 men; mean age 44.2 ± 15.8 years) underwent CT imaging after wrist arthrography. Two radiologists (R1, R2) retrospectively analyzed three randomized datasets for each CT arthrography. One set contained axial, coronal and sagittal planes (MPR\(_{Standard}\)), while the other two included an additional radial reconstruction with the rotating center either atop the ulnar styloid (MPR\(_{Styloid}\)) or in the ulnar fovea (MPR\(_{Fovea}\)). Readers evaluated TFCC differentiability and condition. Suspected lesions were categorized using Palmer’s and Atzei’s classification and diagnostic confidence was stated on a fivepoint Likert scale.
Results:
Compared to standard planes, differentiability of the superficial and deep TFCC layer was superior in radial reconstructions (R1/R2; MPR\(_{Fovea}\): p < 0.001; MPRStyloid: p ≤ 0.007). Palmer and Atzei lesions were present in 86.8% (92/106) and 52.8% (56/106) of patients, respectively. Specificity, sensitivity and accuracy for central Palmer lesions did not differ in radial and standard MPR. For peripheral Atzei lesions, sensitivity (MPR\(_{Standard}\) 78.6%/80.4%, MPR\(_{Styloid}\) 94.6%/94.6%, MPR\(_{Fovea}\) 91.1%/89.3%) and accuracy (MPR\(_{Standard}\) 86.8%/86.8%, MPR\(_{Styloid}\) 96.2%/96.2%, MPR\(_{Fovea}\) 94.3%/93.4%) improved with additional styloid-centered (p = 0.004/0.008) and foveacentered (p = 0.039/0.125) reconstructions. No substantial difference was observed between both radial MPR (p = 0.688/0.250). Interrater agreement was almost perfect for each dataset (κ\(_{Standard}\) = 0.876, κ\(_{Styloid}\) = 0.894, κ\(_{Fovea}\) = 0.949). Diagnostic confidence increased with addition of either radial MPR (p < 0.001).
Conclusions:
Ancillary radial planes improve accuracy and diagnostic confidence for detection of peripheral TFCC lesions in CT arthrography of the wrist.
Background: Giant cell arteritis (GCA) is the most common systemic vasculitis in persons aged 50 and above (incidence, 3.5 per 100 000 per year). It affects cranial arteries, the aorta, and arteries elsewhere in the body, e.g., in the limbs.
Methods: We selectively review the pertinent literature, including guidelines and recommendations from Germany and abroad.
Results: The typical symptoms of new-onset GCA are bi-temporal headaches, jaw claudiacation, scalp tenderness, visual disturbances, systemic symptoms such as fever and weight loss, and polymyalgia. The diagnostic assessment comprises laboratory testing (erythrocyte sedimentation rate, C-reactive protein), imaging studies (duplex sonography, high-resolution magnetic resonance imaging, positron-emission tomography), and temporal artery biopsy. The standard treatment is with corticosteroids (adverse effects: diabetes mellitus, osteoporosis, cataract, arterial hypertension). A meta-analysis of three randomized controlled trials led to a recommendation for treatment with methotrexate to lower the recurrence rate and spare steroids. Patients for whom methotrexate is contraindicated or who cannot tolerate the drug can be treated with azathioprine instead.
Conclusion: Giant cell arteritis, if untreated, progresses to involve the aorta and its collateral branches, leading to various complications. Late diagnosis and treatment can have serious consequences, including irreversible loss of visual function.
The AMADEUS score is not a sufficient predictor for functional outcome after high tibial osteotomy
(2023)
Purpose
The Area Measurement And Depth Underlying Structures (AMADEUS) classification system has been proposed as a valuable tool for magnetic resonance (MR)-based grading of preoperatively encountered chondral defects of the knee joint. However, the potential relationship of this novel score with clinical data was yet to determine. It was the primary intention of this study to assess the correlative relationship of the AMADEUS with patient reported outcome scores in patients undergoing medial open-wedge high tibial valgus osteotomy (HTO). Furthermore, the arthroscopic ICRS (International Cartilage Repair Society) grade evaluation was tested for correlation with the AMADEUS classification system.
Methods
This retrospective, monocentric study found a total of 70 individuals that were indicated for HTO due to degenerative chondral defects of the medial compartment between 2008 and 2019. A preoperative MR image as well as a pre-osteotomy diagnostic arthroscopy for ICRS grade evaluation was mandatory for all patients. The Knee Osteoarthritis Outcome Score (KOOS) including its five subscale scores (KOOS-ADL, KOOS-QOL, KOOS-Sports, KOOS-Pain, KOOS-Symptoms) was obtained preoperatively and at a mean follow-up of 41.2 ± 26.3 months. Preoperative chondral defects were evaluated using the AMADEUS classification system and the final AMADEUS scores were correlated with the pre- and postoperative KOOS subscale sores. Furthermore, arthroscopic ICRS defect severity was correlated with the AMADEUS classification system.
Results
There was a statistically significant correlation between the AMADEUS BME (bone marrow edema) subscore and the KOOS Symptoms subscore at the preoperative visit (r = 0.25, p = 0.04). No statistically significant monotonic association between the AMADEUS total score and the AMADEUS grade with pre- and postoperative KOOS subscale scores were found. Intraoperatively obtained ICRS grade did reveal a moderate correlative relation with the AMADEUS total score and the AMADEUS grade (r = 0.28, p = 0.02).
Conclusions
The novel AMADEUS classification system largely lacks correlative capacity with patient reported outcome measures in patients undergoing HTO. The MR tomographic appearance of bone marrow edema is the only parameter predictive of the clinical outcome at the preoperative visit.
Purpose
While [\(^{18}\)F]-fluorodeoxyglucose ([\(^{18}\)F]FDG) is the standard for positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) imaging of oral squamous cell carcinoma (OSCC), diagnostic specificity is hampered by uptake in inflammatory cells such as neutrophils or macrophages. Recently, molecular imaging probes targeting fibroblast activation protein α (FAP), which is overexpressed in a variety of cancer-associated fibroblasts, have become available and might constitute a feasible alternative to FDG PET/CT.
Methods
Ten consecutive, treatment-naïve patients (8 males, 2 females; mean age, 62 ± 9 years) with biopsy-proven OSCC underwent both whole-body [\(^{18}\)F]FDG and [\(^{68}\)Ga]FAPI-04 (FAP-directed) PET/CT for primary staging prior to tumor resection and cervical lymph node dissection. Detection of the primary tumor, as well as the presence and number of lymph node and distant metastases was analysed. Intensity of tracer accumulation was assessed by means of maximum (SUV\(_{max}\)) and peak (SUV\(_{peak}\) standardized uptake values. Histological work-up including immunohistochemical staining for FAP served as standard of reference.
Results
[\(^{18}\)F]FDG and FAP-directed PET/CT detected all primary tumors with a SUVmax of 25.5 ± 13.2 (FDG) and 20.5 ± 6.4 (FAP-directed) and a SUVpeak of 16.1 ± 10.3 ([\(^{18}\)F]FDG) and 13.8 ± 3.9 (FAP-directed), respectively. Regarding cervical lymph node metastases, FAP-directed PET/CT demonstrated comparable sensitivity (81.3% vs. 87.5%; P = 0.32) and specificity (93.3% vs. 81.3%; P = 0.16) to [\(^{18}\)F]FDG PET/CT. FAP expression on the cell surface of cancer-associated fibroblasts in both primary lesions as well as lymph nodes metastases was confirmed in all samples.
Conclusion
FAP-directed PET/CT in OSCC seems feasible. Future research to investigate its potential to improve patient staging is highly warranted.
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
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.
Acute ischemic cardiac injury predisposes one to cognitive impairment, dementia, and depression. Pathophysiologically, recent positron emission tomography data suggest astroglial activation after experimental myocardial infarction (MI). We analyzed peripheral surrogate markers of glial (and neuronal) damage serially within 12 months after the first ST-elevation MI (STEMI). Serum levels of glial fibrillary acidic protein (GFAP) and neurofilament light chain (NfL) were quantified using ultra-sensitive molecular immunoassays. Sufficient biomaterial was available from 45 STEMI patients (aged 28 to 78 years, median 56 years, 11% female). The median (quartiles) of GFAP was 63.8 (47.0, 89.9) pg/mL and of NfL 10.6 (7.2, 14.8) pg/mL at study entry 0–4 days after STEMI. GFAP after STEMI increased in the first 3 months, with a median change of +7.8 (0.4, 19.4) pg/mL (p = 0.007). It remained elevated without further relevant increases after 6 months (+11.7 (0.6, 23.5) pg/mL; p = 0.015), and 12 months (+10.3 (1.5, 22.7) pg/mL; p = 0.010) compared to the baseline. Larger relative infarction size was associated with a higher increase in GFAP (ρ = 0.41; p = 0.009). In contrast, NfL remained unaltered in the course of one year. Our findings support the idea of central nervous system involvement after MI, with GFAP as a potential peripheral biomarker of chronic glial damage as one pathophysiologic pathway.
Background
Dislocations of the elbow are the second most common dislocations of humeral joints following the shoulder. Besides numerous possible concomitant injuries of the collateral ligaments or the extensor or flexor apparatus, an accompanying disruption of the brachial artery is a rare occurrence. In the following, such a case is presented and discussed.
Method
A 70-year-old woman sustained a closed posterior elbow dislocation with accompanying disruption of the brachial artery due to a fall in a domestic environment. Pulselessness of the radial artery led to a computed tomography angiography being performed, which confirmed the diagnosis. Direct operative vascular reconstruction with a vein insert was carried out. Due to strong swelling of the soft tissue, other examinations of the elbow could not be performed initially. A redislocation a few days later led to an operative stabilization of the elbow joint.
Results
The final consultation 4 months postoperatively showed a stable, centered elbow joint and a normal perfusion of the affected arm. The elbow function was good with a range of motion of 0/0/110° of extension/flexion.
Conclusion
An elbow dislocation is a complex injury. An accurate clinical examination of possible concomitant injuries is important and should be repeated in the first few days after the occurrence. Vascular reconstruction should be performed immediately. In the case of persistent joint instability, an operative stabilization is indicated and may be supported by a hinged external fixator.
Background:
Fatty Degeneration (FD) of the rotator cuff muscles influences functional and anatomical outcome after rotator cuff repair. The MRI based estimation of fatty degeneration is the gold standard. There is some evidence that Ultrasound elastography (EUS) can detect local differences of tissue stiffness in muscles and tendons. Shear-wave elastography (SWE) was evaluated to determine the extent to which shear wave velocity was associated with measures of fatty degeneration. MRI-spectroscopic fat measurement was used as a reference to quantify the amount of fat in the muscle belly.
Methods:
Forty-two patients underwent SWE of the supraspinatus muscles at its thickest diameter. After ultrasound evaluation an MRI-spectroscopic fat measurement of the supraspinatus muscle was performed using the SPLASH-technique. A gel filled capsule was used to locate the measured area in the MRI. The values of shear wave velocity (SWV) measured with SWE and spectroscopic fat measurement were correlated statistically using Pearson’s correlation test.
Results:
Correlation of the fat amount measured with MRI-spectroscopy and the SWV measured with SWE was ρ =0.82. Spectroscopic measured fat ratio of the supraspinatus muscle ranged from 0% to 77.41% and SWV from 1.59 m/s to 5.32 m/s. In 4 patients no sufficient SWE could be performed, these individuals showed a larger diameter of the overlying soft tissue. SWV measured with SWE showed a good correlation with MRI spectroscopic fat amount of the supraspinatus muscle.
Conclusion:
These preliminary data suggest that SWE may be a sufficient tool in detecting and estimating the amount of fatty degeneration in the supraspinatus muscle in real time. Large overlying soft tissue may be a limitation in performing sufficient EUS.
Durch die Anlage einer perkutanen transhepatischen Cholangiodrainage (PTCD), im Rahmen benigner und maligner biliärer Obstruktionen, wird eine Kommunikation zwischen Hautoberfläche, Peritoneum und dem biliären System geschaffen. Insbesondere nach Entfernung der PTCD besteht das Risiko einer Galleleckage, einer Blutung, einer biliokutanen Fistel oder einer lokalen Peritonitis, mit durchaus schwerwiegenden Konsequenzen. Die Embolisation dieses Stichkanals nach Entfernung der Drainage mittels Gelatineschwamm (Gelfoam) stellt eine einfache und effektive Lösung dar diese Komplikationen zu reduzieren und zu verhindern. Ziel dieser Studie war es, die Effektivität der Stichkanalembolisation mittels Gelatineschwamm nach PTCD retrospektiv zu evaluieren.
Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, den Stellenwert von kontrastverstärkten MR- Sequenzen in der bildgebenden Diagnostik von Hand und Fingern zu untersuchen. Denn trotz einer breiten empirischen Anwendung von gadoliniumhaltigen Kontrastmitteln im europäischen Raum besteht keine ausreichende wissenschaftliche Datengrundlage zur kontrastverstärkten Hand-MRT nach einem Trauma. Zu diesem Zweck wurden zwischen Januar 2016 und August 2018 am Rhön-Klinikum Campus Bad Neustadt 165 MRT-Untersuchungen von distalem Unterarm, Karpus, Metakarpus und/oder Fingern selektiert. Einschlusskriterien waren eine positive Traumaanamnese, standardisierte MRT-Sequenzen und das Fehlen von Kontraindikationen.
Zur Definition eines diagnostischen Referenzstandards wurden alle Fälle vorab durch einen Senior-Investigator mit 36 Jahren Erfahrung in muskuloskelettaler Radiologie analysiert. Für die Bildevaluation wurden aus jeder MRT-Untersuchung zwei Datensätze erstellt, wobei der erste Datensatz nur die nativen Sequenzen (PD / T2 FSE fs und T1 FSE ) und der zweite Datensatz zusätzlich zu eine kontrastverstärkte Sequenz als T1 FSE fs nach Gadolinium-Applikation enthielt. Als Observer fungierten zwei radiologische Fach- bzw. Oberärzte des Universitätsklinikum Würzburgs.
In der vorliegenden Studie wurde ein diagnostisch relevantes Kontrastmittelenhancement an Patienten mit traumatischen Handverletzungen nachgewiesen. Der Kontrastmitteleffekt war mit subjektiven und objektiven Messgrößen statistisch signifikant bei Läsionen der Ligamente und an den ligamentähnlichen Insertionen des ulnaren TFCC-Abschnittes. Als Erklärung für das Kontrastmittelenhancement in der MRT dient in erster Linie die bereits früher beschriebene Hyperämie, die posttraumatisch am Traumaort mit Ausgang von der Synovialis entsteht.
Anhand der Studienergebnisse kann die Empfehlung ausgesprochen werden, in der MRT-Diagnostik von traumatischen Läsionen der Hand immer dann intravenöses Kontrastmittel auf Gadolinium-Basis zu verabreichen, wenn am vermuteten Läsionsort der T2-Kontrast für eine sichere Diagnose unzureichend ist.
Zielsetzung:
Wie genau kann die Computertomographie die einzelnen Stadien der Sigmadivertikulitis abbilden? Inwieweit ist eine Übereinstimmung befunderabhängig?
Material und Methoden:
Grundlage dieser Arbeit waren die Daten von 91 Patienten (43 Männer und 48 Frauen, Durchschnittalter: 60,4 Jahre), die im Zeitraum August 2008 bis Mai 2010 aufgrund einer Sigmadivertikulitis operiert wurden. Das prätherapeutisch mittels Computertomographie (Hansen und Stock-Klassifikation)diagnostizierte Stadium wurde mit dem histopathologisch bestimmten Stadium auf eine Übereinstimmung hin verglichen. Zudem wurden alle CT-Bilder von einem zweiten Radiologen nachbefundet und auf eine Übereinstimmung mit dem Befund des Erstbefunders verglichen.
Ergebnisse:
Die Sensitivität für das phlegmonöse Stadium (H&S IIA) lag bei 83,3%, für das Stadium der gedeckten Perforation (H&S IIB) bei 71,4% und 72,7% für das chronisch-rezidivierende Stadium (H&S III). Die Spezifität lag bei 83,5% für Stadium IIA, 81,0% für Stadium IIB und 92,7% für Stadium III. Die Sensitivität und Spezifität für Stadium IIC (freie Perforation) lag bei 100%. Bei zehn Patienten kam es seitens der Computertomographie zu einer Unterschätzung des Entzündungsausmaßes: hier wurde anhand der CT ein histopathologisch verifiziertes Stadium IIB als Stadium IIA klassifiziert. Der Kappa-Wert der Zwischenbeobachter-Korrelation lag bei 0,598.
Zusammenfassung:
Die Computertomographie ist insgesamt ein zuverlässiges radiologisches Verfahren in der Diagnostik der einzelnen Divertikulitis-Stadien, zeigt aber, insbesondere in der Diagnostik des Stadiums IIB Defizite im Sinne einer Unterschätzung des Entzündungsausmaßes. Auch die moderate Zwischenbeobachter-Übereinstimmung hebt mögliche Defizite der CT im Staging der Sigmadivertikulitis hervor.
This study evaluated the influence of different vascular reconstruction kernels on the image quality of CT angiographies of the lower extremity runoff using a 1st-generation photon-counting-detector CT (PCD-CT) compared with dose-matched examinations on a 3rd-generation energy-integrating-detector CT (EID-CT). Inducing continuous extracorporeal perfusion in a human cadaveric model, we performed CT angiographies of eight upper leg arterial runoffs with radiation dose-equivalent 120 kVp acquisition protocols (CTDIvol 5 mGy). Reconstructions were executed with different vascular kernels, matching the individual modulation transfer functions between scanners. Signal-to-noise-ratios (SNR) and contrast-to-noise-ratios (CNR) were computed to assess objective image quality. Six radiologists evaluated image quality subjectively using a forced-choice pairwise comparison tool. Interrater agreement was determined by calculating Kendall’s concordance coefficient (W). The intraluminal attenuation of PCD-CT images was significantly higher than of EID-CT (414.7 ± 27.3 HU vs. 329.3 ± 24.5 HU; p < 0.001). Using comparable kernels, image noise with PCD-CT was significantly lower than with EID-CT (p ≤ 0.044). Correspondingly, SNR and CNR were approximately twofold higher for PCD-CT (p < 0.001). Increasing the spatial frequency for PCD-CT reconstructions by one level resulted in similar metrics compared to EID-CT (CNRfat; EID-CT Bv49: 21.7 ± 3.7 versus PCD-CT Bv60: 21.4 ± 3.5). Overall image quality of PCD-CTA achieved ratings superior to EID-CTA irrespective of the used reconstruction kernels (best: PCD-CT Bv60; worst: EID-CT Bv40; p < 0.001). Interrater agreement was good (W = 0.78). Concluding, PCD-CT offers superior intraluminal attenuation, SNR, and CNR compared to EID-CT in angiographies of the upper leg arterial runoff. Combined with improved subjective image quality, PCD-CT facilitates the use of sharper convolution kernels and ultimately bears the potential of improved vascular structure assessability.
Background: Computed tomography (CT) pulmonary angiography is the diagnostic reference standard in suspected pulmonary embolism (PE). Favorable results for dual-energy CT (DECT) images have been reported for this condition. Nowadays, dual-energy data acquisition is feasible with different technical options, including a single-source split-filter approach. Therefore, the aim of this retrospective study was to investigate image quality and radiation dose of thoracic split-filter DECT in comparison to conventional single-energy CT in patients with suspected PE.
Methods: A total of 110 CT pulmonary angiographies were accomplished either as standard single-energy CT with automatic tube voltage selection (ATVS) (n=58), or as split-filter DECT (n=52). Objective [pulmonary artery CT attenuation, signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR)] and subjective image quality [four-point Likert scale; three readers (R)] were compared among the two study groups. Size-specific dose estimates (SSDE), dose-length-product (DLP) and volume CT dose index (CTDIvol) were assessed for radiation dose analysis.
Results: Split-filter DECT images yielded 67.7% higher SNR (27.0 vs. 16.1; P<0.001) and 61.9% higher CNR (22.5 vs. 13.9; P<0.001) over conventional single-energy images, whereas CT attenuation was significantly lower (344.5 vs. 428.2 HU; P=0.013). Subjective image quality was rated good or excellent in 93.0%/98.3%/77.6% (R1/R2/R3) of the single-energy CT scans, and 84.6%/82.7%/80.8% (R1/R2/R3) of the split-filter DECT scans. SSDE, DLP and CTDIvol were significantly lower for conventional single-energy CT compared to split-filter DECT (all P<0.05), which was associated with 26.7% higher SSDE.
Conclusions: In the diagnostic workup of acute PE, the split-filter allows for dual-energy data acquisition from single-source single-layer CT scanners. The existing opportunity to assess pulmonary “perfusion” based on analysis of iodine distribution maps is associated with higher radiation dose in terms of increased SSDE than conventional single-energy CT with ATVS. Moreover, a proportion of up to 3.8% non-diagnostic examinations in the current reference standard test for PE is not negligible.
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.
Einleitung: Harmonic Imaging ist eine neue Ultraschallmodalität mit hoher Orts- und Kontrastauflösung. Mehrere Vergleichsstudien bei Erwachsenen haben gezeigt, dass Harmonic Imaging der konventionellen (=fundamentalen) Ultraschallbildgebung bei verschiedenen Fragestellungen überlegen ist. Ziel dieser Studie war der Bildqualitätsvergleich von fundamentaler Technik und Harmonic Imaging bei Kindern und Jugendlichen mit histologisch gesicherter Appendizitis. Patienten und Methodik: Bei 50 Kindern (m:w=25:25, Altersdurchschnitt: 9,9 Jahre), die unter dem klinischen Verdacht auf Appendizitis operiert wurden, führten wir präoperativ eine Sonographie in fundamentaler und Harmonic Imaging (Tissue Harmonic Imaging-THI- Sonoline Elegra®, Siemens) Technik durch. Es wurde ein 7,5-MHz-Linear-Schallkopf verwendet, welcher in beiden Modalitäten zu bedienen war. Eine detaillierte und vergleichbare Darstellung des Unterbauchs, insbesondere der Appendixregion, wurde mit beiden Techniken durchgeführt. Die mittels eines standardisierten Auswertungsbogens gewonnenen Daten wurden miteinander verglichen, mit den histologischen Befunden korreliert und statistisch ausgewertet. Zusätzlich wurde die Bildqualität im Rahmen einer Paarauswertung (geblindete Bildpaare: THI-fundamental) anhand einer 10-stufigen Rating-Skala (1=sehr schlecht bis 10=hervorragend) beurteilt. Ergebnisse: Bei 43/50 (86%) Patienten lag histologisch eine Appendizitis vor. Die sonographisch gestellte Verdachtsdiagnose besaß eine Sensitivität von 98% und eine Spezifität von 94%. Bei 37/43 Patienten konnte die Appendix mittels fundamentaler Technik, bei 40/43 Patienten mittels THI direkt dargestellt werden. THI erwies sich als signifikant überlegen bei der Darstellung der Außenkontur, der Wandschichtung, des Schleimhautechos und des Lumeninhaltes (p<0,0001). Auch bei der Beurteilung der Umgebungsechogenität, von freier Flüssigkeit, sowie mesenterialer Lymphknoten bot das THI Verfahren eine überlegene Darstellbarkeit. Bei der Paarauswertung ergab sich für THI ein mittlerer Rang von 8,1 und für die fundamentale Bildgebung ein Rang von 6,3. Schlussfolgerung: Bei der sonographischen Diagnostik der Appendizitis zeigt die Technik des THI eine der fundamentalen signifikant überlegene Bildqualität. Wenn beide Methoden vorhanden sind, sollte bei der Frage nach einer Appendizitis die Harmonic Imaging Technik bevorzugt eingesetzt werden.
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.
Diese Arbeit untersucht die Fragestellung ob bei der Untersuchung von gesundem Hirngewebe und pathologischen,intrakraniellen Läsionen mittels Singelvoxel- versus Multivoxel-MR-Protonen-Spektroskopie signifikant unterschiedliche Ergebnisse bestehen. Untersucht wurden Hirntumoren der WHO-Grade 2 bis 4, Metastasen und fokal-entzündliche Läsionen. Zusammenfassend ist die Unterscheidung zwischen normalem und pathologisch verändertem Hirngewebe am besten mit der Singelvoxel-Methode und Bildung der CHO/CRE-Ratio möglich. Zur Differentialdiagnose und weiteren Malignitätseinschätzung eignet sich die Bildung der CHO/NAA-Ratio mit Singelvoxel-Spektroskopie. Weiterhin ist die parallele Anwendung von Singel- und Multivoxel-Spektroskopie empfehlenswert.
Ziel der Arbeit
Die vorliegende Arbeit spiegelt Erfahrungen bezüglich des Einsatzes von Cutting Balloon Kathetern in stenosierten Hämodialyseshunts im Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie der Universitätsklinik Würzburg wider. Ziel war vor allem die Erfassung der technischen und klinischen Erfolgsrate sowie die Untersuchung der primären Offenheitsraten unter verschiedenen Gesichtspunkten und der Komplikationsrate.
Patienten, Material, Methoden
Zwischen Mai 2006 und Oktober 2010 wurden 44 Interventionen an chronisch niereninsuffizienten Patienten mit stenosierten Dialyseshunts mittels Cutting Balloon Kathetern durchgeführt. Diese wurden retrospektiv ausgewertet.
26 Patienten waren männlich, 18 weiblich. Das Durchschnittsalter zum Zeitpunkt der PTA betrug 66,2 Jahre (±13,3 Jahre). 38 der 44 Patienten erreichten das Follow Up von 450 Tagen.
Bei den Interventionen kamen neben den Peripheral Cutting Balloons® (Boston Scientific Corporation, Natick, MA, USA) (n=45) auch konventionelle Ballonkatheter (n=77) und Hochdruckballonkatheter (n=2) zum Einsatz.
Betrachtet wurden der technische, klinische und hämodynamische Erfolg, die primären Offenheitsraten nach 30, 60 und 180 Tagen unter verschiedenen Gesichtspunkten sowie die Komplikationsrate.
Ergebnisse
In neun Fällen konnte durch die DSA der Nachweis von mehr als einer Stenose ausgemacht werden. Insgesamt wurden 62 Stenosen diagnostiziert, wovon 52 mittels Cutting Balloons behandelt wurden. Die Stenosen, welche mittels Cutting Balloons behandelt wurden, wiesen im Mittel eine Länge von 2,6 cm (±2,1 cm) auf.
Der technische Erfolg lag bei 100%. Die klinische Erfolgsrate lag bei 92,9%. Hämodynamischer Erfolg konnte in 65,9% der Fälle erzielt werden.
Die primäre Offenheitsrate betrug im Mittel 178,2 Tage (±22,8). Sie betrug nach 30 Tagen 88,6%, nach 90 Tagen 68,2% und nach 180 Tagen 36,4%.
Bei den Patienten mit autologen Shunts betrug die primäre Offenheitsrate im Mittel 215,0 Tage (±27,3). Sie betrug in diesem Patientenkollektiv nach 30 Tagen 90,9%, nach 90 Tagen 78,8% und nach 180 Tagen 48,5%.
Bei den Patienten mit alloplastischen Shunts lag die primäre Offenheitsrate im Schnitt bei 67,8 Tagen (±12,0). Sie betrug hier nach 30 Tagen 81,8%, nach 90 Tagen 36,4% und nach 180 Tagen 0%.
Der Unterschied der primären Offenheitsraten war für autologe vs. alloplastische Shunts statistisch signifikant (p=0,002).
Die primäre Offenheitsrate betrug im Mittel bei Patienten mit Diabetes mellitus 248,5 Tage (±42,2). Sie betrug in diesem Patientenkollektiv nach 30 Tagen 88,2%, nach 90 Tagen 76,5% und nach 180 Tagen 52,9%.
Bei Patienten ohne Diabetes mellitus lag die primäre Offenheitsrate im Schnitt bei 133,9 Tagen (±22,7). Sie betrug hier nach 30 Tagen 85,2%, nach 90 Tagen 63,0% und nach 180 Tagen 25,9%.
Der Unterschied der primären Offenheitsraten war bei Diabetikern vs. Nicht-Diabetikern statistisch nicht signifikant.
Die primäre Offenheitsrate betrug im Mittel bei den Patienten mit Dyslipoproteinämie 153,6 Tage (±36,9). Sie betrug in diesem Patientenkollektiv nach 30 Tagen 78,9%, nach 90 Tagen 47,4% und nach 180 Tagen 31,6%.
Bei den Patienten ohne Dyslipoproteinämie lag die primäre Offenheitsrate im Schnitt bei 196,9 Tagen (±28,8). Sie betrug hier nach 30 Tagen 96,0%, nach 90 Tagen 84,0% und nach 180 Tagen 40,0%.
Der Unterschied der primären Offenheitsraten war bei Patienten mit vs. Patienten ohne Dyslipoproteinämie statistisch signifikant (p=0,009).
90,9% der Interventionen (n=40) verliefen komplikationslos. In 9,1% der Fälle (n=4) traten Komplikationen auf, die gemäß den SIR Reporting Standards (62) zu den Minor-Komplikationen zählen.
Fazit
Die PTA mittels Cutting Balloon Katheter stellt bei hohem technischem und klinischem Erfolg sowie niedriger Komplikationsrate eine effektive Behandlungsmethode stenosierter Hämodialyseshunts dar. Weitere Studien werden benötigt, um im Hinblick auf die Kosten-Nutzen-Relation eindeutige Indikationsstellungen für den Einsatz des Cutting Balloons in dysfunktionellen Hämodialyseshunts zu etablieren.
The trauma center of the University Hospital Wuerzburg has developed an advanced trauma pathway based on a dual-room trauma suite with an integrated movable sliding gantry CT-system. This enables simultaneous CT-diagnostics and treatment of two trauma patients. The focus of this study was to investigate the quality of the concept based on defined outcome criteria in this specific setting (time from arrival to initiation of CT scan: tCT; time from arrival to initiation of emergency surgery: tES). We analyzed all trauma patients admitted to the hospital’s trauma suite from 1st May 2019 through 29th April 2020. Two subgroups were defined: trauma patients, who were treated without a second trauma patient present (group 1) and patients, who were treated simultaneously with another trauma patient (group 2). Simultaneous treatment was defined as parallel arrival within a period of 20 min. Of 423 included trauma patients, 46 patients (10.9%) were treated simultaneously. Car accidents were the predominant trauma mechanism in this group (19.6% vs. 47.8%, p < 0.05). Prehospital life-saving procedures were performed with comparable frequency in both groups (intubation 43.5% vs. 39%, p = 0.572); pleural drainage 3.2% vs. 2.2%, p = 0.708; cardiopulmonary resuscitation 5% vs. 2.2%, p = 0.387). At hospital admission, patients in group 2 suffered significantly more pain (E-problem according to Advanced Trauma Life Support principles©; 29.2% vs. 45.7%, p < 0.05). There were no significant differences in the clinical treatment (emergency procedures, vasopressor and coagulant therapy, and transfusion of red blood cells). tCT was 6 (4–10) minutes (median and IQR) in group 1 and 8 (5–15.5) minutes in group 2 (p = 0.280). tES was 90 (78–106) minutes in group 1 and 99 (97–108) minutes in group 2 (p = 0.081). The simultaneous treatment of two trauma patients in a dual-room trauma suite with an integrated movable sliding gantry CT-system requires a medical, organizational, and technical concept adapted to this special setting. Despite the oftentimes serious and life-threatening injuries, optimal diagnostic and therapeutic procedures can be guaranteed for two simultaneous trauma patients at an individual medical level in consistent quality.
Serotonergic modulation of 'waiting impulsivity' is mediated by the impulsivity phenotype in humans
(2016)
In rodents, the five-choice serial reaction time task (5-CSRTT) has been established as a reliable measure of waiting impulsivity being defined as the ability to regulate a response in anticipation of reinforcement. Key brain structures are the nucleus accumbens (NAcc) and prefrontal regions (for example, pre- and infralimbic cortex), which are, together with other transmitters, modulated by serotonin. In this functional magnetic resonance imaging study, we examined 103 healthy males while performing the 5-CSRTT measuring brain activation in humans by means of a paradigm that has been widely applied in rodents. Subjects were genotyped for the tryptophan hydroxylase-2 (TPH2; G-703T; rs4570625) variant, an enzyme specific for brain serotonin synthesis. We addressed neural activation patterns of waiting impulsivity and the interaction between the NAcc and the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC) using dynamic causal modeling. Genetic influence was examined via interaction analyses between the TPH2 genotype (GG homozygotes vs T allele carriers) and the degree of impulsivity as measured by the 5-CSRTT. We found that the driving input of the vmPFC was reduced in highly impulsive T allele carriers (reflecting a reduced top-down control) in combination with an enhanced response in the NAcc after correct target processing (reflecting an augmented response to monetary reward). Taken together, we found a high overlap of our findings with reports from animal studies in regard to the underlying cognitive processes, the brain regions associated with waiting impulsivity and the neural interplay between the NAcc and vmPFC. Therefore, we conclude that the 5-CSRTT is a promising tool for translational studies.
We report on a currently 76-year-old female patient with relapsed/refractory (RR) multiple myeloma (MM) treated at our institution. This patient had received six lines of therapy including tandem autologous stem cell transplant, proteasome inhibitor, immunomodulatory drugs and CD38 antibody MOR202. At the last relapse, she progressed during treatment with pomalidomide and MOR202. In an individualized therapy concept, we started a multi-agent salvage therapy with pomalidomide, bortezomib, doxorubicin, dexamethasone, and CD38 antibody daratumumab (“Pom-PAD-Dara”), which resulted in a stringent complete remission with minimal residual disease (MRD) negativity after nine cycles. So far, our patient shows a progression free survival of more than 12 months. Our case demonstrates the feasibility of successful CD38 antibody retreatment in a patient with heavily pretreated CD38 antibody resistant MM.
Purpose
To fully automatically derive quantitative parameters from late gadolinium enhancement (LGE) cardiac MR (CMR) in patients with myocardial infarction and to investigate if phase sensitive or magnitude reconstructions or a combination of both results in best segmentation accuracy.
Methods
In this retrospective single center study, a convolutional neural network with a U-Net architecture with a self-configuring framework (“nnU-net”) was trained for segmentation of left ventricular myocardium and infarct zone in LGE-CMR. A database of 170 examinations from 78 patients with history of myocardial infarction was assembled. Separate fitting of the model was performed, using phase sensitive inversion recovery, the magnitude reconstruction or both contrasts as input channels.
Manual labelling served as ground truth. In a subset of 10 patients, the performance of the trained models was evaluated and quantitatively compared by determination of the Sørensen-Dice similarity coefficient (DSC) and volumes of the infarct zone compared with the manual ground truth using Pearson’s r correlation and Bland-Altman analysis.
Results
The model achieved high similarity coefficients for myocardium and scar tissue. No significant difference was observed between using PSIR, magnitude reconstruction or both contrasts as input (PSIR and MAG; mean DSC: 0.83 ± 0.03 for myocardium and 0.72 ± 0.08 for scars). A strong correlation for volumes of infarct zone was observed between manual and model-based approach (r = 0.96), with a significant underestimation of the volumes obtained from the neural network.
Conclusion
The self-configuring nnU-net achieves predictions with strong agreement compared to manual segmentation, proving the potential as a promising tool to provide fully automatic quantitative evaluation of LGE-CMR.
Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass viele Frauen aufgrund von Schmerzen bzw. aufgrund der Angst vor Schmerzen während der Mammographie diese Kebsvorsorgeuntersuchung nicht wahrnahmen. Die vorliegende Arbeit sollte folgende Fragen klären: Empfinden Frauen bei der Brustkompression während der Mammographie weniger Schmerzen wenn sie ihre Brüste selbst komprimieren, als bei Kompression durch eine MTA? Sind Frauen nach Eigenkompression zufriedener mit der gesamten Mammographie, als Frauen mit Fremdkompression, und inwieweit wirkt sich diese Zufriedenheit auf die Bereitschaft aus, wieder eine Mammographie durchführen zu lassen? Durch diese Studie sollte ein neuer Wege aufgezeigt werden, Frauen die Mammographie so angenehm wie möglich zu gestalten, um dadurch positiven Einfluss auf ihr Verhalten dieser wichtigen Vorsorgeuntersuchung gegenüber nehmen zu können. Untersucht wurden 200 Patientinnen, die der radiologischen Abteilung der Frauenklinik der Universität Würzburg zur Durchführung einer Mammographie zugewiesen worden waren. Es erfolgte die Erhebung der generellen und situativen Ängstlichkeit mittels State-Trait-Angstinventar (STAI), sowie der individuellen Kontrollüberzeugungen mittels Fragebogen zur Erhebung von Kontrollüberzeugungen zu Krankheit und Gesundheit (KKG). Nach der Mammographie beantworteten die Frauen nochmals einen Fragebogen, der ihre Zufriedenheit mit der Mammographie, sowie die dabei empfundenen Schmerzen und die Bereitschaft in zwei Jahren wieder an einem Screening durch Mammographie teilzunehmen, erfasste. Die Ergebnisse der Arbeit lassen sich folgender Maßen zusammenfassen: Es zeigte sich eine Korrelation zwischen der situativen Ängstlichkeit und den bei der Untersuchung empfundenen Schmerzen. Außerdem zeigte sich, je geringer die situationsgebundene Angst der Frauen war, desto zufriedener waren sie auch mit der Untersuchung. Es konnte kein Zusammenhang zwischen der Kontrollüberzeugung und der Zufriedenheit mit der Mammographie nachweisen werden, weder bei Fremdkompression, noch bei Eigenkompression. Auch mit dem bei der Kompression empfundenen Schmerz konnte bei keiner Kontrollüberzeugung ein Zusammenhang hergestellt werden. Bezüglich der Kompression selbst wurde festgestellt, dass Patientinnen der Experimentalgruppe bei der Kompression mehr Kraft anwandten als Patientinnen der Kontrollgruppe und damit ihre Brüste flacher komprimierten. Die Mehrheit beider Gruppen war mit der Mammographie zufrieden und gaben an, wieder an einer Mammographie in zwei Jahren teilnehmen zu wollen. Allerdings waren Frauen, die ihre Brüste selber komprimierten generell zufriedener mit ihrer Untersuchung und empfanden weniger Schmerzen während der Kompression. Der Zusammenhang, dass Frauen eine erneute Teilnahme an einer Mammographie als umso wahrscheinlicher ansahen, je zufriedener sie mit der aktuellen Untersuchung waren, konnte ebenfalls bestätigt werden.