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Während die Prognose des Mammakarzinoms immer günstiger wird, rücken die chemotherapieinduzierten Kardiomyopathien (CTKM) als Folgekomplikationen kardiotoxischer Tumortherapien auch nach Jahren häufig durch kardiale Komplikationen zunehmend in den Vordergrund. Um diese frühzeitig zu erkennen und zu behandeln, bedarf es einer adäquaten, gut reproduzierbaren kardiovaskulären Untersuchungsmethode. Dies geschieht im klinischen Alltag oftmals mithilfe der Echokardiografie, jedoch mit unzureichender Sensitivität und Spezifität. Die kardiovaskuläre Magnetresonanztomografie (cardiovascular magnetic resonance, CMR) bietet sich aufgrund einer geringen Inter- und Intraobservervariabilität als Goldstandard der dreidimensionalen Untersuchung kardialer Volumina und Funktion an. In dieser prospektiven, monozentrischen Studie sollten kardiale Nebenwirkungen bei Mammakarzinompatientinnen unter kardiotoxischer Tumortherapie mittels CMR beurteilt werden. Ziel war es, Werte der nicht-invasiven Gewebecharakterisierung, Funktions- und Deformationsparameter der CMR im longitudinalen Verlauf unter kardiotoxischer Tumortherapie zu beschreiben. Es wurden 33 Patientinnen mit histologisch belegtem Mammakarzinom und einer geplanten kardiotoxischen adjuvanten oder neoadjuvanten Chemotherapie zu Beginn in die Studie eingeschlossen. Von diesen wurden jeweils im Abstand von ca. 6 Monaten nach Erhebung aller relevanter klinischer, tumor- und therapiespezifischer Charakteristika, 3 CMR-Untersuchungen (Baseline, Follow-up 1, Follow-up 2) in einem 1,5-Tesla-Ganzkörpertomografen von 2019 bis 2022 am Universitätsklinikum Ulm, Klinik für Innere Medizin II angefertigt. Bestandteil des CMR-Protokolls waren eine Cine-Steady-State-Free-Precission-Sequenz zur Funktionsanalyse des Herzens, eine T2-Gradienten- und Spin-Echo-Sequenz, eine T1-gewichtete Gradienten-Echo-Sequenz nach Kontrastmittelgabe sowie eine Modified-Look-Locker-Inversion-Sequenz zur Erstellung der T1-Maps. Die Auswertung der Daten erfolgte mit der Software cvi42 circle cardiovascular imaging. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Studie waren eine Abnahme der linksventrikulären (LV) Funktion, sowohl in der volumetrischen Betrachtung als auch in der Strain-Analyse, in den Folgeuntersuchungen nach Therapieeinleitung, vor allem bei hochintensiver Kombinationschemotherapie. Zusätzlich kam es unter Betrachtung des parametrischen Mappings zu einer Erhöhung der Werte für die native T1-Zeit, die T2-Zeit und das Extrazellulärvolumen (ECV), wobei die Veränderung des ECV auch nach 12 Monaten signifikant persistierte. Bildgebend erwies sich dabei eine Inflammation. Weiterhin zeigten Patientinnen mit relevanter LV Ejektionsfraktion (EF) in den Folgeuntersuchungen ebenso größere Zunahmen in der Analyse des parametrischen Mappings als auch der Strains. Die vorliegende Arbeit bekräftigt somit die CMR als wertvolles, non-invasives Bildgebungsverfahren zur frühen Detektion potenzieller CTKM, selbst in einem kleinen Kollektiv. Sowohl Feature-Tracking als auch Mapping besitzen zusammen mit Parametern, wie der LV EF, einen möglichen Nutzen zur Erkennung einer subakuten kardialen Beteiligung nach kardiotoxischer Tumortherapie.

Die Studie konnte zeigen, dass sowohl die Single Row, als auch die Double Row Technik vergleichbare klinische und kernspintomografische Ergebnisse bei höherer Rerupturrate in der Single Row Gruppe aufweisen. Die Ergebnisse sind ähnlich und keine ist der anderen deutlich überlegen. Die modifizierte Mason Allen Single Row Nahttechnik ist durchaus eine Methode um kleine bis mittlere Rotatorenmanschettenverletzungen zu versorgen.

Bei der progressiven supranukleären Blickparese (PSP) sind neben dem klassischen bildgebenden Zeichen der Mittelhirnatrophie in der Magnetresonanztomographie (MRT) auch Alterationen kortikaler und subkortikaler Hirnstrukturen beschrieben worden. Solche Alterationen sind Methoden wie Planimetrie, Volumetrie und Diffusivität (diffusion-tensor imaging, DTI) zugänglich. Hier fanden sich Pathologien des frontalen Kortex und des Corpus callosum (CC), bezüglich letzterer spezifisch eine Atrophie und DTI-Veränderungen im frontalen und mittleren Anteil. Diese Studie untersuchte die Veränderung der Textur der T1-gewichteten MRT-Sequenzen des CC bei der PSP unter Berücksichtigung des von Hofer und Frahm etablierten Segmentierungsschemas in die Areae I-V. Es wurden 66 Patienten mit PSP untersucht, von denen 46 den Phänotyp PSP-Richardsonsyndrom (PSP-RS) und 20 den Phänotyp PSP-Parkinsonismus (PSP-P) aufwiesen. Die Ergebnisse der PSP-Patienten wurden mit 66 Patienten mit idiopathischem Parkinsonsyndrom (IPS) und mit 44 gematchten gesunden Kontrollen verglichen. Die klinischen Parameter Krankheitsdauer, Krankheitsschwere (gemessen mittels Progressive supranuclear palsy Rating Scale, PSPRS) und das Vorhandensein einer frontalen/behavioralen Präsentation der kognitiven Dysfunktion (C2-Kriterium der Kriterien der Movement disorder Society, MDS) wurden für Korrelationsanalysen benutzt. Die Analyse der Texturparameter Entropie und Homogenität erfolgte mit dem Analysesoftware Tensor Imaging and Fiber Tracking (TIFT). Die DTI-Analyse fokussierte auf die fraktionelle Anisotropie (FA), gekoppelt mit fiber-tracking und der Methode Tractwise fractional anisotropy statistics (TFAS). Es zeigten sich signifikant höhere Werte für Entropie und Homogenität in den Areae I, II und III des CC für die PSP und IPS im Vergleich zu den Kontrollen. Die DTI-Analyse ergab eine reduzierte FA in den Areae II und III für PSP gegenüber IPS und Kontrollen. Der kombinierte C-Wert, der die Ergebnisse der Textur und Mikrostruktur integriert, zeigte signifikante Unterschiede zwischen PSP und IPS in der Area II als auch für beide Gruppen im Vergleich zu Kontrollen in den Areae I, II und III. Somit kann eine Beziehung zwischen den mittels Textur und Mikrostruktur detektierten möglichen Gewebealterationen des frontalen CC mit Betonung in der Area II und dem korrespondierenden frontalen Kortex diskutiert werden. Ein kausaler Zusammenhang zwischen diesen zwei Strukturen i.S. einer Wallerschen Degeneration oder einer Demyelinisierung der Fasern der weißen Substanz als Folge der kortikalen Tau-Pathologie bei der PSP (mit oder ohne vorbeschriebene frontale Atrophie, die diese Studie allerdings nicht bestätigen konnte) kann diskutiert werden, basierend auf das histopathologische Konzept der Ausbreitung der Tau-Pathologie von frontal nach okzipital. Die Ergebnisse der Subgruppenanalyse konnten zwar einen signifikanten Unterschied zwischen PSP-RS und IPS in der Area II des CC zeigen, allerdings nicht zwischen PSP-RS und PSP-P auf individueller Ebene, auch wenn die Ergebnisse der PSP-P dem IPS ähnelten. Es konnte keine Korrelation zwischen den Textur- und Mikrostrukturveränderungen im frontalen Teil des CC und der Krankheitsschwere, Krankheitsdauer oder Kognition dargestellt werden. Zusammenfassend kann der multiparametrische C-Wert, der die Textur (i.S. der Parameter Entropie und Homogenität) mit der Mikrostruktur (i.S. der fraktionellen Anisotropie) verbindet, als ein potenzieller bildmorphologischer Biomarker in Ergänzung zu den klassischen MRT-Sequenzen in der bildgebenden Diagnostik der PSP betrachtet werden.

\(\bf Einleitung\) Die Prävalenz von Frakturen des Fußes bei RMD wurde noch nicht systematisch untersucht. \(\bf Methode\) In einer retrospektiven Fall-Kontroll-Studie wurden Daten von Patienten analysiert, bei denen im Zeitraum 2016 bis 2018 ein MRT des Fußes erfolgte. Alle Patienten mit einer IF, wurden mit je zwei Kontrollen im Hinblick auf Geschlecht, Alter und Diagnose gematcht. \(\bf Ergebnisse\) Bei 1752 MRTs ergaben sich 129 IF (7,4%). Das durchschnittliche Alter der meist weiblichen Patienten (82,9%) lag bei 59 Jahren. Die Durchschnitts Krankheitsdauer betrug 8,4 Jahre. In 18,6% der Fälle wurde die Diagnose einer IF im Röntgen gestellt. Eine OP wurde bei 39,5% der Patienten mit IF nachgewiesen (p

Bei Kindern und Erwachsenen mit potentiell toxischer Eisenüberladung ist eine regelmäßige, wenig invasive und genaue Messung der Eisenkonzentration in den von der Ablagerung betroffenen Organen wünschenswert. Dies ist dringend notwendig, um die Patienten vor den Risiken der Eisenüberladung zu schützen und um gegebenenfalls eine Chelattherapie monitoren zu können. Die im klinischen Alltag häufig verwendete Messung des Serum-Ferritins im Blut ist ungenau und korreliert nicht mit dem Lebereisengehalt. Auch Leberbiopsien sind ungenau und darüberhinaus mit einem zu hohen Risiko verbunden, um diese regelmäßig durchführen sowie ethisch vertreten zu können. Seit mehr als 20 Jahren versucht man deshalb, eine nicht-invasive, leicht anwendbare, überall verfügbare und kostengünstige Alternativmethode zu finden – die Messung der Leber- und auch Herzeisenkonzentration mittels Magnetresonanztomographie stellt hier eine Möglichkeit dar. Um eine in der klinischen Routine leicht einsetzbare Methode zu generieren, welche möglichst exakt ist, wurden in dieser Studie das sogenannte Gradienten-Echo und das Multikontrast-Turbo-Spin-Echo systematisch verglichen. Die bereits etablierte Methode Ferriscan® wurde als Referenzmethode herangezogen.

Die Notwendigkeit einer nichtinvasiven Messung des Eisengehaltes des Körpers wird vor allem bei der regelmäßigen Überprüfung von Eisenspeichererkrankungen deutlich. Eine im Alltag etablierte MRT-Methode ist die sogenannte FerriScan-Methode, die ursprünglich von St. Pierre et al. eingeführt wurde. Ziel dieser Arbeit war es, eine Alternative dafür zu etablieren. Dazu wurde in 79 Fällen eine Lebereisenmessung mittels FerriScan und gleichzeitig auch mittels der Gradienten-Echo-Methode durchgeführt. Die FerriScan-Methode diente hierbei als Referenz. Bei der GRE-Methode wurde die Relaxationsrate R2* genutzt, welche sowohl in einem Flipwinkel von 6° als auch von 4° erhoben wurde. Sowohl bei FA6 als auch bei FA4 ließ sich eine positive Korrelation zwischen der durch die GRE-Methode erhobene Lebereisenkonzentration und der FerriScan-Methode darstellen. Auch war kein signifikanter Unterschied zwischen FA6 und FA4 ersichtlich, was rückschließen lässt, dass beide Flipwinkel zur Messung geeignet sind. Die paraspinale Muskulatur wurde als Referenz getestet. Hierbei war zwischen den R2*-Werten der Leber und der paraspinalen Muskulatur weder ein positiver noch ein negativer Zusammenhang ersichtlich. Dies lässt darauf schließen, dass sich im Muskel kein bzw. kaum Eisen anreichert. Es wurde auch die Bedeutung möglicher Einflussfaktoren ermittelt. In der vorliegenden Arbeit konnte jedoch kein Einfluss dieser Faktoren nachgewiesen werden.

This work deals with the acceleration of cardiovascular MRI for the assessment of functional information in steady-state contrast and for viability assessment during the inversion recovery of the magnetization. Two approaches are introduced and discussed in detail. MOCO-MAP uses an exponential model to recover dynamic image data, IR-CRISPI, with its low-rank plus sparse reconstruction, is related to compressed sensing. MOCO-MAP is a successor to model-based acceleration of parametermapping (MAP) for the application in the myocardial region. To this end, it was augmented with a motion correction (MOCO) step to allow exponential fitting the signal of a still object in temporal direction. Iteratively, this introduction of prior physical knowledge together with the enforcement of consistency with the measured data can be used to reconstruct an image series from distinctly shorter sampling time than the standard exam (< 3 s opposed to about 10 s). Results show feasibility of the method as well as detectability of delayed enhancement in the myocardium, but also significant discrepancies when imaging cardiac function and artifacts caused already by minor inaccuracy of the motion correction. IR-CRISPI was developed from CRISPI, which is a real-time protocol specifically designed for functional evaluation of image data in steady-state contrast. With a reconstruction based on the separate calculation of low-rank and sparse part, it employs a softer constraint than the strict exponential model, which was possible due to sufficient temporal sampling density via spiral acquisition. The low-rank plus sparse reconstruction is fit for the use on dynamic and on inversion recovery data. Thus, motion correction is rendered unnecessary with it. IR-CRISPI was equipped with noise suppression via spatial wavelet filtering. A study comprising 10 patients with cardiac disease show medical applicability. A comparison with performed traditional reference exams offer insight into diagnostic benefits. Especially regarding patients with difficulty to hold their breath, the real-time manner of the IR-CRISPI acquisition provides a valuable alternative and an increase in robustness. In conclusion, especially with IR-CRISPI in free breathing, a major acceleration of the cardiovascular MR exam could be realized. In an acquisition of less than 100 s, it not only includes the information of two traditional protocols (cine and LGE), which take up more than 9.6 min, but also allows adjustment of TI in retrospect and yields lower artifact level with similar image quality., Diese Arbeit behandelt die Beschleunigung der kardiovaskulären MRT zum Erfassen funktioneller Information bei Steady-State-Kontrast und zur Unter- suchung der Vitalität bei Wiederherstellung der Magnetisierung nach ihrer Inversion. Zwei Ansätze werden eingeführt und im Detail diskutiert: MOCO- MAP, welches ein exponentielles Modell nutzt, um dynamische Daten zu rekonstruieren, und IR-CRISPI, welches mit seinem “low-rank plus sparse"- Algorithmus mit Compressed Sensing verwandt ist. MOCO-MAP ist der Nachfolger der modellbasierten Beschleunigung des Parameter-Mappings (MAP) für die Anwendung im Bereich des Myokards. Hierzu wurde es mit einer Bewegungskorrektur (MOCO) versehen, um expo- nentielles Fitten eines unbewegten Objects in Zeitrichtung zu ermöglichen. Das Einbringen dieses physikalischen Vorwissens zusammen mit dem Erzwin- gen von Konsistenz mit den Messdaten wird dazu genutzt, iterativ eine Bildfolge aus Daten einer deutlich kürzeren Messung als herkömmlich zu rekonstruieren (< 3 s gegenüber ca. 10 s). Die Ergebnisse zeigen die Umsetz- barkeit der Methode sowie die Nachweisbarkeit von Delayed Enhancements im Myokard, aber deutliche funktionelle Abweichungen und Artefakte bereits aufgrund von kleinen Ungenauigkeiten der Bewegungskorrektur. IR-CRISPI geht aus CRISPI hervor, welches zur Auswertung von funk- tionellen Echtzeitdaten bei konstantem Kontrast dient. Mit der Rekon- struktion durch getrennte Berechnung von niedrigrangigem und dünnbe- setztem Matrixanteil wird hier bei der Datenrekonstruktion weniger stark eingeschränkt als bei einem strikten exponentiellen Modell. Die pirale Auf- nahmeweise erlaubt hierzu ausreichend effiziente k-Raumabdeckung. Die “low-rank plus sparse"-Rekonstruktion ist kompatibel mit dynamischen und mit Inversion-Recovery-Daten. Eine Bewegungskorrektur ist folglich nicht nötig. IR-CRISPI wurde mit einer Rauschunterdrückung durch räumliche Wavelet- Filterung versehen. Eine Studie, die 10 Patienten einschließt, zeigt die Eignung für die medizinische Anwendung. Der Vergleich mit herkömm- lichen Aufnahmetechniken lässt auf den gewonnenen diagnostischen Nutzen schließen. Besonders für Patienten, die Schwierigkeiten mit dem Luftanhal- ten haben, eröffnet diese Echtzeitaufnahmemethode eine wertvolle Alterna- tive und erhöhte Stabilität. Am Ende konnte gerade mittels IR-CRISPI eine bemerkenswerte Beschleu- nigung der kardiovaskulären MR-Untersuchung verwirklicht werden. Trotz der kurzen Aufnahmezeit von weniger als 100 s für den kompletten linken Ven- trikel schließt es nicht nur die Information zweier herkömmlicher Protokolle mit ein (Cine und LGE), die zusammen mehr als 9,6 min dauern, sondern es erlaubt zusätzlich auch das Einstellen der TI-Zeit im Nachhinein und liefert Ergebnisse mit geringerem Artefaktlevel bei ähnlicher Bildqualität

Magnetic resonance imaging (MRI) of anatomical regions undergoing motion is of great interest, as dynamic imaging can reveal functional information that goes beyond mere morphological imaging. However, MRI of moving structures is especially difficult, as it is a rather slow imaging modality and the sequential data acquisition in Fourier (or k-) space can lead to distinct artefacts. There are basically two classes of methods to solve this problem – real-time imaging, acquiring images over such a short period of time to make physiological motion negligible and gated imaging, acquiring and combining the data of cyclic motion over several consecutive cycles. A prerequisite for these techniques are efficient k-space trajectories, that cover large parts of k-space in a short period of time (real-time imaging) or inherently record a suitable motion surrogate (self-gating) or combine these two properties. Both types were investigated in this work. Real-time imaging was initially realised with Echo-Planar Imaging (EPI), one of the most efficient methods to cover k-space, and the decomposition of the image in a quasi-static and dynamic part. Further on, a radial trajectory with special angular increments (tiny golden angle) was used for real-time imaging in the small animal model. The tiny golden angle increments lead to an especially homogeneous k-space coverage for almost arbitrary time intervals, facilitating the reconstruction of images from undersampled datasets. The same radial trajectory was used for gated imaging of the lung due to its favourable properties. It could be shown that it is thus possible to obtain functional parameters of the lung with respect to respiration and the heartbeat. With a sophisticated dedicated gating strategy (non-uniform self-gating), highly non-uniform respiratory patterns could be resolved as well. The last part of the work is dedicated to the design of a three-dimensional trajectory that incorporates the theoretical prerequisites for efficient and flexible imaging. This trajectory can be used for further studies to translate the (two-dimensional) results of this work into three dimensions., Die Magnetresonanztomographie (MRT) sich bewegender Anatomie ist besonders interessant, da aus der dynamischen Bildgebung funktionelle Informationen gewonnen werden können, die über die bloße morphologische Bildgebung hinausgehen. Gleichzeitig ist die Bildgebung sich ändernder Strukturen jedoch schwierig, da die MRT eine eher langsame Bildgebungsmethode ist und das sequentielle Messen der Daten im Fourierraum (auch k-Raum) zu Artefakten fuhren kann. Prinzipiell gibt es zwei Ansätze, dieses Problem zu lösen – die Echtzeitbildgebung, die Bilder über einen so kurzen Zeitraum aufnimmt, dass physiologische Bewegung vernachlässigbar ist und die gegatete Bildgebung, bei der die (Bild-) Daten einer zyklischen Bewegung in mehreren aufeinanderfolgenden Zyklen gemessen und dann zusammengefugt werden. Eine Voraussetzung für diese Methoden sind effiziente k-Raum Trajektorien, die große Teile des k-Raums in einer kurzen Zeitspanne aufnehmen (Echtzeitbildgebung) oder intrinsisch ein Signal aufzeichnen, das die Bewegung repräsentiert („self-gating“) oder diese beiden Eigenschaften kombinieren. Beide Ansätze wurden in dieser Arbeit verfolgt; die Echtzeitbildgebung wurde zunächst mittels Echo-Planar Imaging, einer der effizientesten Varianten den Frequenzraum abzutasten in Kombination mit einer Zerlegung des Bilds in quasi-statischen und dynamischen Teil realisiert. Weiterhin wurde im Kleintier eine radiale Trajektorie genutzt, deren spezielles Winkelinkrement („tiny golden angle“) zu einer besonders gleichmäßigen Frequenzraumabdeckung für fast beliebige Zeitintervalle fuhrt und deshalb gutartige Eigenschaften bei Unterabtastung besitzt. Diese radiale Trajektorie wurde aufgrund ihrer vorteilhaften Eigenschaften auch für die gegatete Bildgebung der Lunge genutzt. Dabei konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, funktionale Parameter der Lunge in Abhängigkeit von Atmung und Herzschlag zu ermitteln. Mit einer angepassten Gating-Strategie („non-uniform self-gating“) war es auch möglich, hochgradig ungleichförmige Atembewegung adäquat aufzulösen. Im letzten Teil der Arbeit wurden die theoretischen Voraussetzungen für eine effiziente und flexible Bildgebung im Design einer dreidimensionalen Trajektorie berücksichtigt. Diese Trajektorie kann für weitere Untersuchungen genutzt werden, um die in dieser Arbeit im zweidimensionalen erzielten Ergebnisse ins Dreidimensionale zu übertragen.

Die MRT (Magnetresonanztomographie) basierte Muskelvolumetrie ist aktuell die genaueste und zuverlässigste Methode (Gold Standard). Sie konnte hier, trotz des hohen technischen, zeitlichen und logistischen Aufwandes, mobil verwendet werden, um erstmalig Einblicke in die Muskelvolumenveränderungen der Oberschenkelmuskulatur von 18 Läufern zu gewinnen, die einen transkontinentalen Ultramarathon (TEFR) über fast 5000 km ohne Tagespausen erfolgreich beendet haben. Im Verlauf des TEFR kommt es zu einem signifikanten Verlust des Muskelvolumens (MV) der gesamten Oberschenkelmuskulatur (links -8%, rechts: -7,5%), aller funktionellen Muskelgruppen und der Einzelmuskeln (mit Ausnahme des M. rektus femoris bds. und des M. gracilis rechts). Durch den anhaltenden Katabolismus unter der extremen Belastung (Laufpensum täglich im Schnitt 70,1 km) kommt es zu einem Abbau der Arbeitsmuskulatur am Oberschenkel. Diese erfährt einen ähnlich hohen relativen Verlust wie das Körpergewicht (body mass, BM) oder der body mass index (BMI). Der M. rektus femoris zeigt als einziger Muskel eine Zunahme des MV zu Beginn des TEFR (Messintervall (MI) t1 +2%) und einen deutlich geringeren Verlust im Verlauf als die anderen Muskeln. Normiert zum BM (oder zum BMI) ist er der einzige Muskel, der über den ganzen Verlauf eine MV-Zunahme aufweist, die zwischenzeitlich (zum MI t4) signifikant ist. Im Gegensatz zu Sprintläufern, bei denen die Hüftextensoren eine Sonderrolle einnehmen, scheint sich nach den Ergebnissen dieser Studie eine Sonderrolle bei (Ultra-)Ausdauerläufern für den M. rektus femoris zu ergeben. Auch wenn aufgrund der Ergebnisse keine biomechanische Analyse erfolgen kann, lassen sich dennoch aufgrund der disproportionalen MV-Veränderungen im Verlauf des TEFR Schlüsse über die notwendigen Anpassungen und Mechanismen der (Lauf)Optimierung an eine solche 10-wöchige Ultrabelastung ziehen. In Zukunft wird sich zeigen, inwieweit Belastungs-/Sportart-spezifische bzw. optimierte Muskelgrößen und Massenverhältnisse existieren und wie stark diese zusammen mit weiteren Faktoren die Leistungen bei Ultramarathonläufen oder anderen Sportarten beeinflussen.

Aufgrund verschiedener Grunderkrankungen wie der Hämochromatose oder der Thalassämie kann es zu einer Eisenüberladung im Körper kommen. Diese Akkumulation kann zu Organschädigung inklusive Funktionseinschränkungen führen. Zur Therapiesteuerung sollte der Eisengehalt möglichst nichtinvasiv in verschiedenen Organen gemessen werden. Die für die Leber etablierte Messmethode der Magnetresonsanztomografischen (MRT) R2*-Relaxometrie-Messung könnte dafür auf andere Organe ausgeweitet werden. Ziel der Arbeit ist die Evaluation der Bestimmung der R2*-Werte von Leber, Milz und Pankreas, mit insbesondere der Prüfung auf mögliche Korrelationen. Im Zeitraum 24.02.2015 bis 05.04.2018 wurden bei 127 Patienten des Universitätsklinikums Ulm mit erwarteter Eisenüberladung Untersuchungen durchgeführt. Dabei wurden mittels der MRT-Gradienten-Echo-Methode R2*-Werte für Leber, Milz und Pankreas durch das Setzen von Regions of interest (ROI) in R2*-Parameterkarten erhoben. Im Anschluss erfolgte eine statistische Auswertung. Es zeigten sich im Patientenkollektiv größtenteils erhöhte R2*-Werte in Leber, Milz und Pankreas sowie signifikante Korrelationen der R2*-Werte der Leber mit den R2*-Werten von sowohl Milz als auch Pankreas. Bezüglich der Transfusionshäufigkeit wurden für kaum / vereinzelt bis häufig sowie regelmäßig Transfundierte ebenfalls signifikante Korrelationen der R2*-Werte der Leber mit denen von Milz und Pankreas gefunden. Die Anzahl durchgeführter Transfusionen scheint damit Einfluss auf die R2*-Werte haben. Daneben gab es Hinweise für eine gestaffelte Eisenablagerung je nach Organ - zunächst in der Leber, gefolgt von der Milz und dem Pankreas. Darüber hinaus könnte die Milz gemäß den Auswertungen als Puffer für überschüssiges Eisen dienen. Folglich könnten R2*-Messungen insbesondere des Pankreas in Zukunft klinische Relevanz für die Therapiesteuerung erlangen.

Primäre und sekundäre Eisenspeicherkrankheiten sind seltene, aufgrund von Migrationsbewegungen in Deutschland jedoch immer häufiger und wichtiger werdende Krankheitsbilder. Da als kurativer Ansatz häufig nur eine Stammzelltransplantation in Frage kommt, wird in den meisten Fällen symptomatisch therapiert. Aderlässe sind gut steuerbar, jedoch nur bei primären Eisenspeicherkrankheiten von Nutzen. Bleibende Folgeschäden sind sowohl durch eine Unter- als auch durch eine Übertherapie mit Chelatoren möglich. Eine Steuerung der Chelattherapie durch Körpereisenmessungen ist daher essenziell. Die Körpereisenmessung sollte dabei nicht-invasiv, exakt, unmittelbar und möglichst kostengünstig sein. Bisherige nicht-invasive klinisch zugelassene Methoden der Lebereisenmessung sind entweder teuer (FerriScan®, Biomagnetische Lebersuszeptometrie (BLS)), mit zeitlicher Verzögerung verfügbar (FerriScan®) oder nicht verbreitet einsetzbar (BLS). Ziel dieser Arbeit war es daher, eine Methode der Lebereisenmessung mittels Gradientenecho (GRE)-Sequenzen zu untersuchen, die nicht-invasiv, unmittelbar und kostengünstig ist. Verglichen wurde sie mit der Magnetresonanztomographie (MRT)-Referenzmethode zur Lebereisenmessung namens FerriScan®. Hierzu wurden Daten von 203 Untersuchungen verteilt auf 81 Patienten ausgewertet. In den jeweiligen MRT-Untersuchungen wurden sowohl Spinecho (SE)-Sequenzen, als auch GRE-Sequenzen angefertigt. Die SE-Sequenzen wurden an FerriScan® verschickt und dort gebührenpflichtig ausgewertet. Die GRE- Sequenzen wurden nach dem Protokoll von Alústiza mit zusätzlicher Add-in Sequenz nach Rose angefertigt. Die aus GRE-Sequenzen erworbene LIC (gradient echo liver iron concentration (G-LIC)) wurde unter Zuhilfenahme von Leber-Muskel- Signalintensitätsverhältnissen nach einer modifizierten Formel nach Alústiza für Werte unter 300 μmol Eisen/g Lebertrockengewicht (liver dry weight (LDW)) sowie von Rose für Werte über 400 μmol Eisen/g LDW berechnet. Für G-LIC wischen 300 und 400 μmol Eisen/g LDW erfolgte eine Mittelung beider Methoden. Die Berechnung der G-LIC erfolgte zweimalig im Abstand von einem Monat. Die G-LIC aus Auswertungsdurchgang 1 (G-LIC 1) betrug zwischen 17 und 757 μmol Eisen/g LDW mit einem Median von 133,8 ± 171,5 μmol Eisen/g LDW. Die G- LIC aus Auswertungsdurchgang 2 (G-LIC 2) betrug zwischen 20 und 726 μmol Eisen/g LDW. Der Median lag bei 130,2 ± 173,0 μmol Eisen/g LDW. Die FerriScan®- LIC (F-LIC) reichte von 19 bis 756 μmol Eisen/g LDW mit einem Median von 137 ± 161,7 μmol Eisen/g LDW. Zwischen der G-LIC 2 und der F-LIC ergab sich eine hoch signifikante (p < 0,001) positive Korrelation mit einem Korrelationskoeffizienten nach Spearman von 0,959. Im Bland Altman Plot der Quotienten lag der Mittelwert bei 0,93 ± 0,28. 8 von 162 Werten lagen außerhalb des 95%-Intervalls zwischen 0,38 und 1,48. Die G-LIC 2 unterschätzt also die LIC leicht gegenüber der Referenz F-LIC. Für die Schwelle von 125 μmol Eisen/g LDW wurde für unsere Methode eine hohe Sensitivität von 0,90 und eine sehr hohe Spezifität von 0,97 errechnet. Schließlich wurde pro Patient eine Grafik des Verlaufs der G-LIC 2 und F-LIC angefertigt. Es ergaben sich somit 81 Grafiken. Je nach Anzahl an verfügbaren Untersuchungen pro Patient bestand diese Grafik 48-mal aus 2 Untersuchungszeitpunkten, 25-mal aus 3 Untersuchungszeitpunkten und 8-mal aus 4 Untersuchungszeitpunkten. Die beiden Verläufe der G-LIC 2 und F-LIC pro Patient unterschieden sich grafisch kaum. Von den 122 Verläufen ((48+25+8) + (25+8) + 8) unterschieden sich rechnerisch nur 12 Verläufe. 91 Verläufe stimmten rechnerisch überein. In 19 Fällen stagnierte ein Verlauf, während der andere anstieg oder fiel. Folglich kann diese Methode für die Berechnung des Lebereisengehalts und zur Therapiesteuerung verwendet werden. Sie kann über den gesamten klinisch vertretenen LIC-Bereich genutzt werden. Zudem ist sie kostengünstig durch den Radiologen vor Ort durchführbar. Da die Methode LIC zu unterschätzen scheint, sollten gerade im Grenzbereich der Therapieindikationsschwelle auch andere klinische Faktoren in die Entscheidung über eine Therapie miteinbezogen werden. Verläufe können mit der Methode plausibel dargestellt werden.

Background: Die Schulterluxation ist die häufigste Luxation des menschlichen Körpers. Insbesondere Kollisions-, Kontakt- und Überkopfsportarten zeigen Inzidenzen von bis zu 14% in Bezug auf traumatische Schulterluxationen. Die arthroskopische Bankartoperation hat sich hier als Standardversorgung mit sehr guten kurz- und mittelfristigen Ergebnissen etabliert. Langzeitergebnisse werden weniger häufig thematisiert. Purpose: Diese Studie evaluiert die klinischen Ergebnisse und MRT-Veränderungen von Sportlern im Mittel 14,0 Jahren nach einer arthroskopischen Stabilisierung. Methods: Diese Follow-Up Langzeitkohortenstudie wurde an 46 Sportlern (m:w=46:0) durchgeführt. Das Alter betrug im Mittel bei der Operation 21,6 Jahre, bei einem mittleren Follow-Up von 14,0 Jahren. Erhoben wurde der Constant-, Rowe- und WOSI-Score, sowie die Reluxations- und Return-to-Sports-Rate. Um anatomische Veränderungen zu erkennen, wurde eine Magnetresonanztomographie durchgeführt. Results: 21,7% (10/46) der Sportler zeigten Reluxationsereignisse, 5 Sportler davon mit adäquatem Trauma. 6 (13,0%) der reluxierten Sportler mussten sich einer Rezidivoperation unterziehen. 39 Sportler (84,8%) konnten zum Sport zurückkehren, 38 davon zu ihrem ursprünglichen Level. 7 Sportler (15,2%) mussten den Sport, der zum ursprünglichen Trauma geführt hatte, beenden. Die klinischen Scores zeigten allesamt gute bis exzellente Ergebnisse. Die Sportler waren zum größten Teil zufrieden. Glenohumerale Osteoarthritis als Langzeitfolge trat in 21,8% der Patienten (9/32) auf. Conclusion: Die arthroskopische Stabilisierung zeigt im Langzeitverlauf sehr gute klinische Ergebnisse. Die funktionellen Ergebnisse in Bezug auf die Ausführung der Sportarten sind ebenfalls in einem sehr guten Bereich, jedoch sind es vor allem Kontakt- und Kollisionssportarten, die in einigen Fällen nach dem initialen Trauma nicht mehr ausgeführt werden können. Die glenohumerale Osteoarthritis als Langzeitfolge hängt vor allem vom Ausmaß des initialen Traumas und weiteren Reluxationen ab. Reluxationen sollten zur Vorbeugung auch hinsichtlich des meist schwerwiegenderen initialen Traumas vermieden werden.

Background Carotid artery stenosis can impair cerebral hemodynamics especially within watershed areas (WSAs) between vascular territories. WSAs can shift because of collateral flow, which may be an indicator for increased hemodynamic implications and hence higher risk for ischemic stroke. However, whether revascularization treatment can reverse the spatial displacement of individual WSAs (iWSAs) and impaired hemodynamics remains unknown. Hypothesis That iWSAs spatially normalize because of hemodynamic improvement resulting from revascularization treatment. Study Type Prospective. Population Sixteen patients with unilateral, high‐grade carotid artery stenosis confirmed by duplex ultrasonography and 17 healthy controls. Field strength/Sequences A 3 T‐magnetization‐prepared rapid acquisition gradient echo (MPRAGE), gradient‐echo echo planar dynamic susceptibility contrast (DSC), and fluid‐attenuated inversion recovery (FLAIR) sequences. Additionally, contrast‐enhanced 3D gradient echo magnetic resonance angiography (MRA) and diffusion‐tensor imaging (DTI) spin‐echo echo planar imaging were performed. Assessment iWSAs were delineated by a recently proposed procedure based on time‐to‐peak maps from DSC perfusion MRI, which were also used to evaluate perfusion delay. We spatially compared iWSAs and perfusion delay before and after treatment (endarterectomy or stenting). Additionally, the Circle of Willis collateralization status was evaluated, and basic cognitive testing was conducted. Statistical Tests Statistical tests included two‐sample t‐tests and Chi‐squared tests. A P value < 0.05 was considered to be statistically significant. Results After revascularization, patients showed a significant spatial shift of iWSAs and significantly reduced perfusion delay ipsilateral to the stenosis. Spatial shift of iWSA (P = 0.007) and cognitive improvement (P = 0.013) were more pronounced in patients with poor pre‐existing collateralization. Controls demonstrated stable spatial extent of iWSAs (P = 0.437) and symmetric perfusion delays between hemispheres over time (P = 0.773). Data Conclusion These results demonstrate the normalization of iWSA and impaired hemodynamics after revascularization in patients with high‐grade carotid artery stenosis. Level of Evidence 2 Technical Efficacy Stage 2, publishedVersion

Ziel der experimentellen Arbeit war die Erstellung und Evaluierung verschiedener Magnetresonanzphantome, anhand derer der Einfluss der Eisenaggregation auf die MR-basierte Lebereisenbestimmung ermittelt werden sollte. Gearbeitet wurde mit zwei- und dreiwertigen Eisenverbindungen, equinem Ferritin sowie Eisenoxidnanopartikeln. Es ergab sich ein größerer Einfluss von dreiwertigem Eisen auf die Relaxationsrate R2* als bei zweiwertigem Eisen. Zudem konnte gezeigt werden, dass der Einfluss von Ferritin auf R2* gering ist. Die größte Beeinflussung der Relaxationsrate R2* findet durch aggregiertes Eisen statt. Diskutiert werden im Anschluss mögliche klinische Anwendungsbereich vor dem Hintergrund der aktuellen Forschungsergebnisse.

In dieser Studie wurde der Verbindung zwischen kortikaler Exzitabilität, GABA-Konzentration sowie der Fähigkeit zur Winkeldiskrimination an 40 Teilnehmenden untersucht. Nach Randomisierung in 2 Gruppen wurde an 9 aufeinander folgenden Tagen unter transkranieller Gleichstromstimulation eine Lernaufgabe absolviert. An den Tagen 1, 5 und 9 erfolgte die Bestimmung der kortikalen Exzitabilität sowie eine fMRT. Es zeigte sich in der Stimulationsgruppe kein signifikant größerer Lernerfolg als in der Pseudostimulationsgruppe. Die Stimulationsgruppe zeigte eine negative Korrelation zwischen Exzitabilität und GABA-Konzentration an den Tagen 1 und 5, hier ging also eine erhöhte GABA-Konzentration mit einer verminderten Exzitabilität einher. Entgegen vorherigen Ergebnissen führt transkranielle Gleichstromstimulation nicht zu verbessertem visuellem Lernen. In zukünftigen Studien sollte auch eine non-response oder das Verhindern einer Konsolidierung des Lernerfolges durch tDCS untersucht werden.

In dieser Arbeit wurde der Nutzen eine angulierten (halbkoronaren) Ebene, gegenüber den herkömmlichen Ebenen (sagittal/transversal) in der Magnetresonanztomographie der Halswirbelsäule in Bezug auf radikuläre Fragestellungen untersucht. Hierbei wurden an drei Zentren 25 Patienten retrospektiv und 50 Patienten prospektiv mit einer eindeutigen zervikalen Monoradikulopathie untersucht. Die Ebenen wurden anonymisiert, voneinander getrennt, randomisiert und verblindet von 4 Auswertern mit einem Fragebogen untersucht. Untersuchte Items waren klinisch betroffenes Foramen, qualitatives und quantitatives Ausmaß der Stenose, Ursache der Stenose sowie für jedes Item die subjektive Sicherheit auf einer visuellen Analogskala und die benötigte Bearbeitungszeit. Die halbkoronare und die sagittale Ebene konnten gegenüber der transversalen Ebene signifikant häufiger mit der klinischen Symptomatik in Einklang gebracht werden Bei Kombination mehrerer Ebenen zeigte sich die Kombination aller drei Ebenen gegenüber jeder Kombination aus zwei Ebenen überlegen. Der prozentuale Stenosegrad wurde auf der halbkoronaren Ebene signifikant höher eingeschätzt und es wurde häufiger eine höhere Gradierung vorgenommen. Retrospektiv wies die halbkoronare Ebene die beste Interraterreliabilität auf, prospektiv die sagittale Ebene. Die halbkoronare und die sagittale Ebene waren der transversalen Ebene in Hinblick auf Retestreliabilität ohne Signifikanz überlegen. Auf der halbkoronaren Ebene kam es zu einer signifikant niedrigeren Abweichung bei der prozentualen Einschätzung der Stenose beim Retest. In Zusammenschau der Ergebnisse stellt sich die Kombination von sagittaler und halbkoronarer Ebene als überlegen dar. Noch besser ist die Kombination aller drei Ebenen zu bewerten. Die Darstellung von Pathologien und deren Komponenten, die auf den herkömmlichen Ebenen nicht zu visualisieren sind, bringt hier vermutlich den größten Nutzen.

This manuscript describes a method of three-dimensional k-space sampling that is based on a generalised form of the previously introduced “Seiffert Spirals,” which exploits the equality between undersampling and the reconstruction of a field of view which is larger than what is represented by the primary sampling density, leading to an imaging approach that does not require any prior commitment to an imaging field of view. The concept of reconstructing arbitrary FOVs based on a low-coherently sampled k-space is demonstrated analytically by simulations of the corresponding point spread functions and by an analysis of the noise power spectrum of undersampled datasets. In-vivo images highlight the feasibility of the presented approach by reconstructing white noise governed images from an undersampled datasets with a smaller encoded FOV. Beneficial properties are especially given by an artefact behaviour, which is widely comparable to the introduction of white noise in the image domain. Furthermore, these aliasing properties provide a promising precondition for the combination with non-linear reconstruction techniques such as Compressed Sensing. All presented results show dominant low-coherent aliasing properties, leading to a noise-like aliasing behaviour, which enables parameterization of the imaging sequence according to a given resolution and scan-time, without the need for FOV considerations.

Purpose: This study intends to establish a study protocol for the quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) measurement of biochemical changes in knee cartilage induced by mechanical stress during alpine skiing with the implementation of new spring-loaded ski binding. Methods: The MRI-knee-scans (T2*-mapping) of four skiers using a conventional and a spring-loaded ski binding system, alternately, were acquired before and after 1 h/4 h of exposure to alpine skiing. Intrachondral T2* analysis on 60 defined regions of interest in the femorotibial knee joint (FTJ) was conducted. Intra- and interobserver variability and relative changes in the cartilage T2* signal and thickness were calculated. Results: A relevant decrease in the T2* time after 4 h of alpine skiing could be detected at the majority of measurement times. After overnight recovery, the T2* time increased above baseline. Although, the total T2* signal in the superficial cartilage layers was higher than that in the lower ones, no differences between the layers in the T2* changes could be detected. The central and posterior cartilage zones of the FTJ responded with a stronger T2* alteration than the anterior zones. Conclusions: For the first time, a quantitative MRI study setting could be established to detect early knee cartilage reaction due to alpine skiing. Relevant changes in the T2* time and thus in the intrachondral collagen microstructure and the free water content were observed., publishedVersion

Generative adversarial networks (GANs) can synthesize high-contrast MRI from lower-contrast input. Targeted translation of parenchymal lesions in multiple sclerosis (MS), as well as visualization of model confidence further augment their utility, provided that the GAN generalizes reliably across different scanners. We here investigate the generalizability of a refined GAN for synthesizing high-contrast double inversion recovery (DIR) images and propose the use of uncertainty maps to further enhance its clinical utility and trustworthiness. A GAN was trained to synthesize DIR from input fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR) and T1w of 50 MS patients (training data). In another 50 patients (test data), two blinded readers (R1 and R2) independently quantified lesions in synthetic DIR (synthDIR), acquired DIR (trueDIR) and FLAIR. Of the 50 test patients, 20 were acquired on the same scanner as training data (internal data), while 30 were scanned at different scanners with heterogeneous field strengths and protocols (external data). Lesion-to-Background ratios (LBR) for MS-lesions vs. normal appearing white matter, as well as image quality parameters were calculated. Uncertainty maps were generated to visualize model confidence. Significantly more MS-specific lesions were found in synthDIR compared to FLAIR (R1: 26.7 ± 2.6 vs. 22.5 ± 2.2 p < 0.0001; R2: 22.8 ± 2.2 vs. 19.9 ± 2.0, p = 0.0005). While trueDIR remained superior to synthDIR in R1 [28.6 ± 2.9 vs. 26.7 ± 2.6 (p = 0.0021)], both sequences showed comparable lesion conspicuity in R2 [23.3 ± 2.4 vs. 22.8 ± 2.2 (p = 0.98)]. Importantly, improvements in lesion counts were similar in internal and external data. Measurements of LBR confirmed that lesion-focused GAN training significantly improved lesion conspicuity. The use of uncertainty maps furthermore helped discriminate between MS lesions and artifacts. In conclusion, this multicentric study confirms the external validity of a lesion-focused Deep-Learning tool aimed at MS imaging. When implemented, uncertainty maps are promising to increase the trustworthiness of synthetic MRI., publishedVersion

Magnetic resonance (MR) studies are well established in numerous industrial, medical and scientific applications. Examples include MR spectroscopy (MRS), which is utilized for non-destructive chemical analysis, and MR imaging (MRI), which is a common noninvasive, medical imaging technique with great contrast in soft tissue. Conventional systems are bulky and expensive, because large magnet coils are utilized to generate high magnetic fields and signal amplitudes. The project presented in this thesis seeks to address these issues by combining the use of ultralow magnetic fields (ULF), with two signal enhancing hyperpolarization techniques. First, the experimental ULF-MR setup was established. It employs an open magnet coil assembly in combination with a superconducting quantum interference device (SQUID) as sensor, allowing for the quantitative measurement of the MR signal. Spectroscopic signal amplification by reversible exchange (SABRE) experiments and Overhauser dynamic nuclear polarization (ODNP) enhanced MRI showcased the successful implementation of these hyperpolarization techniques, and the imaging capabilities of the system. The results outline future applications and emphasize how the ultralowfield approach benefits from enhanced signal amplitude by hyperpolarization methods, while in turn facilitating the investigation and refinement of these techniques. Next, the simultaneous SABRE enhanced measurement of fluor and proton spins was performed. After investigating the influence of some measurement parameters on signal enhancement, correlation spectroscopy was utilized for a more detailed examination of the polarization transfer mechanisms. The studies demonstrated the capability of the system to perform multinuclear correlation spectroscopy experiments and the results are proof for the hyperpolarization of multiple-spin states by SABRE. The last part of this thesis focused on ODNP. With this technique, free radicals can facilitate an increase in nuclear spin polarization, enhancing the MR signal. Here, the polarization transfer efficacy of a broad range of nitroxide radicals was characterized. The comprehensive study allowed for a correlation of chemico-physical features with hyperpolarization-related properties. The results provide a catalog of polarizing agents and give direction for predicting and optimizing free radical performance in the future, especially for the development of functionalized polarizing agents. Reviewing the results allowed for a discussion of future utilization and direction of research for both hyperpolarization techniques. While possible applications differ greatly, they both share the prospect of profoundly enhancing MR signal and contrast in not only ultralow-fields but also in higher field regimes.

Purpose: To adapt the non-uniform Self-Gating (nuSG) method and compare it to established self-gating approaches for lung imaging in uniform and highly irregular respiratory patterns.Methods: Six healthy volunteers underwent free breathing lung MRI using a radial tiny golden angle ultrashort echo-time sequence. Acquisitions were performed with the volunteer breathing as uniformly as possible and with a deliberately non-uniform respiratory pattern. The acquired data was reconstructed with the nuSG method, previously introduced for cardiac imaging and imaging of the temporomandibular joint (TMJ) and compared to established k-space based and image-based self-gating approaches. Residual motion blur, SNR and functional values were assessed and compared to reference breath-hold acquisitions.Results: nuSG is capable of reconstructing high-quality images for uniform and non-uniform breathing patterns and is furthermore capable of resolving motion in cases where additional motion is superimposed or no clear motion surrogate exists. Derived functional values do not differ significantly from other image-based gated reconstructions - and in the case of non-uniform respiratory patterns replicate the reference BH values.Conclusion: Image based approaches are computationally more demanding but yield better results in all aspects. In scenarios with a direct surrogate for respiratory motion (i.e. the lung-liver interface) the extraction of a one-dimensional navigator is sufficient. When there is no direct surrogate for the motion of the target structure available (e.g., considerable through-plane motion or a different source of motion), the two-dimensional correlation-based measure used in nuSG is able to track the motion more accurately.

Majority of lower grade glioma (LGG) are located eloquently rendering surgical resection challenging. Aim of our study was to assess rate of permanent deficits and its predisposing risk factors. We retrieved 83 patients harboring an eloquently located LGGs from the prospective LoG-Glio Database. Patients without surgery or incomplete postoperative data were excluded. Sign rank test, explorative correlations by Spearman ρ and multivariable regression for new postoperative deficits were calculated. Eloquent region involved predominantly motor (45%) and language (40%). At first follow up after 3 months permanent neuro-logical deficits (NDs) were noted in 39%. Mild deficits remained in 29% and severe deficits in 10%. Complete tumor removal (CTR) was successfully in 62% of intended cases. Postoperative and 3-month follow up National Institute of Health Stroke Score (NIHSS) showed significantly lower values than preoperatively (p0 (p=0.021, OR 8.5) were independent predictors for permanent postoperative deficit according to NIHSS at 3-month according to multivariable regression model. Patients harboring eloquently located LGG are highly vulnerable for permanent deficits. Almost one third of patients have a permanent reduction of their functional status based on ECOG. Risk of an extended resection has to be balanced with the respective oncological benefit. Especially, patients with impaired pre-operative status are at risk for new permanent deficits. There is a relevant improvement of neurological symptoms in the first year after surgery, especially for patients with slight aphasia.

Ein akuter Ausfall eines Gleichgewichtsorgans wird meist als Neuritis vestibularis bezeichnet. Diese wird durch eine Entz��ndung des Nervus vestibularis verursacht, bei der vor allem Herpesviren eine Rolle zu spielen scheinen. Ziel der Studie war es, magnetresonanztomographisch eine Atrophie des Nervus vestibularis nach einer Neuritis vestibularis nachzuweisen. Es wurden zehn Patienten mit persistierendem, einseitigem Vestibularisausfall nach abgelaufener Neuritis vestibularis (��� 6 Monate seit Erstdiagnose) sowie zehn gesunde Kontrollpersonen (altersgematcht) eingeschlossen. Die Untersuchung erfolgte mittels hochaufl��sender CISS (constructive interference in steady state)-Sequenz an einem 3-Tesla-Magnetresonanztomographen. Nervus vestibularis superior und inferior wurden beidseits im lateralen Meatus acusticus internus dargestellt und die Nervenquerschnittsfl��chen ausgemessen. Bei den Patienten zeigte sich eine signifikant kleinere Querschnittsfl��che des Nervus vestibularis superior auf der symptomatischen Seite im Vergleich zur asymptomatischen Seite und die Seitendifferenz der Querschnitte der Nervi vestibulares superiores war bei den Patienten im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant gr����er. Auff��llig war, dass sich nur bei der H��lfte der Patienten eine deutliche Seitendifferenz der Querschnittsfl��chen der Nervi vestibulares superiores zeigte, die zum statistisch signifikanten Ergebnis auf Gruppenebene f��hrte, obwohl durch gleiche Einschlusskriterien ein homogenes Patientengut geschaffen wurde. Die Ergebnisse der Studie geben Hinweise darauf, dass es verschiedene pathogenetische und pathophysiologische Vorg��nge gibt, die zum Bild einer Neuritis vestibularis f��hren k��nnen.

Der Schlaganfall stellt weltweit eine der f��hrenden Todesursachen dar und gilt als besonders schwerwiegend im Falle einer kardioembolischen Genese. F��r einen Gro��teil der Patienten mit kryptogenem Schlaganfall wird paroxysmales Vorhofflimmern als zugrunde liegende Ursache angenommen, weshalb insbesondere bei dieser Untergruppe die Frage nach einer kardiogenen Emboliequelle im Fokus steht. Die effektivste Methode zur Detektion eines okkulten Vorhofflimmerns bei Patienten mit kryptogenem Schlaganfall stellen bislang implantierbare Herzmonitore dar. Die Detektionsrate nach 12 Monaten ist jedoch gering, und variiert zwischen 12 und 33 Prozent, auch wenn klinische Pr��diktoren f��r eine absolute Arrhythmie herangezogen werden. Ziel dieser Arbeit ist die Etablierung eines cerebralen Infarktpatterns, welches pr��diktiv f��r okkultes Vorhofflimmern bei Patienten mit kryptogenem Schlaganfall ist. In dieser Magnetresonanztomographie-basierten, retrospektiven Studie wurde das cerebrale L��sionsmuster von 104 Patienten mit kryptogenem Schlaganfall und konsekutiv implantiertem Herzmonitor untersucht. L��sionen wurden hinsichtlich der Anzahl der betroffenen Stromgebiete, deren Verteilung (kortikal, lakun��r, versprengt), des L��sionsvolumens und der L��sionsgr����e (Durchmesser der L��sion > 20mm in der diffusionsgewichteten Sequenz) analysiert. Die Ergebnisse wurden mit 166 Patienten mit isch��mischem Schlaganfall auf Boden eines erstdiagnostizierten Vorhofflimmerns, welches im Rahmen der kardiovaskul��ren Abkl��rung auf der Schlaganfallstation mittels 12-Kanal-Elektrokardiogramm (EKG), EKG-Monitoring oder Langzeit-EKG detektiert wurde, verglichen. Insgesamt zeigte unsere Analyse der cerebralen Bildgebung akuter L��sionen keine signifikante Assoziation zwischen Vorhofflimmern und der L��sionsgr����e, der Verteilung der Isch��mien, sowie der Anzahl der betroffenen Stromgebiete. Insbesondere konnte kein spezifisches Infarktmuster wie kortikale, versprengte (scattered) oder lakun��re L��sionen identifizieren werden. Ebenso erbrachte die Analyse postisch��mischer Defekte keinen signifikanten Unterschied zwischen den Kohorten hinsichtlich der Rate, der Verteilung und der Anzahl der betroffenen Stromgebiete. Hervorzuheben ist jedoch, dass zehn Prozent (zwei von zwanzig) der Patienten mit initial kryptogenem Schlaganfall und mittels Herzmonitor detektiertem Vorhofflimmern lakun��re Infarkte aufwiesen. ��hnliche Ergebnisse ergaben sich bei Schlaganfallpatienten mit auf der Schlaganfallstation erstdiagnostiziertem Vorhofflimmern, bei denen sich in 10,9% (16 von 147) aller F��lle ein lakun��res Infarktmuster darstellte. Zusammenfassend zeigte sich das cerebrale Infarktpattern von Patienten mit kryptogenem Schlaganfall weder f��r akute L��sionen noch f��r postisch��mische Defekte hinweisend auf okkultes Vorhofflimmern. Folglich sollte die Entscheidung f��r die Implantation eines Herzmonitors bei Patienten mit kryptogenem Schlaganfall unabh��ngig von der cerebralen Bildgebung getroffen werden. Insbesondere sollten lakun��re Infarkte nicht als Ausschlusskriterium herangezogen werden. Wir empfehlen die Analyse und Selektion von Patienten mit kryptogenem Schlaganfall f��r die Implantation eines Herzmonitors hingegen individualisiert zu gestalten. Zudem k��nnen die Ergebnisse unserer Studie den Beginn einer off-label Antikoagulation bei Patienten mit kryptogenem Schlaganfall, welche lediglich anhand der bildgebenden Kriterien getroffen wird, nicht bekr��ftigen.

The surgical treatment of recurrent adenomas can be challenging. Intraoperative magnetic resonance imaging (iMRI) can improve the orientation and increase the safe extent of resection. We conducted a quantitative and qualitative retrospective analysis of recurrent adenomas treated by endoscopic or microscopic iMRI-assisted transsphenoidal surgery. A total number of 59 resections were selected. Detailed volumetric measurements, tumor characteristics, and MRI features of intraoperative remnants were evaluated. Intraoperative MRI increased the gross total resection (GTR) rate from 33.9% to 49.2%. Common locations of tumor remnants after iMRI were the clivus, the wall of the cavernous sinus or the perforation of the diaphragm. Increasing tumor volume and the microscopic technique were significantly associated with further resection after iMRI in the univariate analysis (p = 0.004, OR 1.6; p = 0.009, OR 4.4). Only the increasing tumor volume was an independent predictor for further resection (p = 0.007, OR 1.5). A significantly higher proportion of GTRs was achieved with the endoscopic technique (p = 0.001). Patients with a large recurrent pituitary adenoma who underwent microscopic transsphenoidal resection were the most likely to benefit from iMRI regarding the extent of resection. Occult invasions of the cavernous sinus and/or the clivus were the most common findings leading to further resection of tumor remnants after iMRI., publishedVersion

Cross-sectional mri-studies comparing psychiatric patients with healthy individuals have shown that patients show brain morphometric as well as functional changes. However, it is unclear whether these are pathological factors or whether these neurobiological changes are simply a risk factor for mental disorders, a consequence of therapy, only occur in certain subgroups. Therefore, the influence of a broad spectrum of different risk factors for mental disorders on brain morphometry as well as function was investigated in the present study: polygenic risk scores for psychiatric disorders, temporal perspective, shortened prenatal development as well as an extremely high risk for the development of psychosis. It can be shown that these risk factors significantly influence brain structural parameters as well as brain function. Some of these changes also correlated with behavioural changes such as poorer cognitive performance. These behavioural correlates could be valuable diagnostic or prognostic markers and could also be important research targets for the development of new therapeutic approaches.

Fragestellung: Die vorliegende Studie widmet sich der Untersuchung 45 erwachsener Chiari-I-Malformation-Patienten mit Syringomyelie (SM) und der Pulsation der Kleinhirntonsillen (KHT) pr��operativ und drei Monate postoperativ. Untersucht wurde, ob die Syringomyelie (SM) in der Magnetresonanztomographie (MRT) nach Operation abnimmt, ob die KHT ansteigen, wie sich das subjektive Befinden der Patienten drei Monate nach der Operation ver��ndert und ob das subjektive Befinden mit der Pulsation zusammenh��ngt. Material und Methoden: Anhand retrospektiver Untersuchung von Patientendaten, MRT-Sequenzen und Liquorflussdiagnostik konnten 45 Chiari-I-Malformation-Patienten mit SM im Hinblick auf Ver��nderungen pr��- und drei Monate postoperativ untersucht werden. Ein Augenmerk lag auf der Pulsation der KHT, weiterhin wurde der Stand der KHT, die Ausdehnung der SM, und das subjektive Befinden untersucht. Ergebnisse: In der vorliegenden Studie nimmt die minimale und mittlere Pulsation der KHT postoperativ signifikant ab. F��r die maximale Pulsation hingegen kann keine signifikante Abnahme gezeigt werden. Des Weiteren wird die SM signifikant kleiner, sowohl in der L��nge, als auch in der Breite. Auch die KHT steigen signifikant an nach Operation. Das subjektive Befinden verbessert sich postoperativ in 73 % der F��lle, wobei aufgrund der explorativen Datenanalyse keine Signifikanzen berechnet werden konnten. Die Pulsationsabnahme erscheint nicht zusammenh��ngend mit dem subjektiven Befinden, hierbei l��sst die explorative Datenanalyse keine statistische Korrelationsberechnung zu. Schlie��lich fanden sich in der statistischen Auswertung starke Hinweise, dass die Patienten von der operativen Versorgung profitieren. Diskussion und Schlussfolgerungen: Der Anstieg der KHT, die Verringerung der SM nach Operation und die Verbesserung des subjektiven Befindens stehen in Einklang mit der zugrundeliegenden Literatur. Die Abnahme der minimalen und mittleren Pulsation der KHT dieser Studie deckt sich mit den Erkenntnissen der verwendeten Literatur. Die maximale Pulsation nimmt nicht signifikant ab, doch fehlt es an Studien, die die Pulsation der KHT so differenziert betrachten und Auskunft geben k��nnen, wie sich die maximale Pulsation der KHT ver��ndert. Die seltene Pr��senz der KHT-Pulsation in der zugrundeliegenden Literatur (weitgehend p��diatrische Kollektive, die ��hnliche Methodik angewandt haben) zeigt einen weiteren Forschungsbedarf insbesondere im Hinblick auf Langzeitbeobachtung postoperativ. Um einen Zusammenhang der Pulsation mit dem Outcome bzw. der bildmorphologischen Ver��nderung zu zeigen, w��re ein prospektives Studiendesign n��tig. Ebenso ben��tigt wird prospektives Studiendesign f��r die Erhebung des Outcomes Scores von Beginn der Studie. Die Frage, ob sich das Outcome anhand der untersuchten Parameter dieser Studie vorhersagen l��sst, sollte in Zukunft weiter untersucht werden. Es erscheint nicht wahrscheinlich, dass sich die Pulsation als Parameter f��r die Indikation einer Operation eignet.

Querschnittsstudie MRT zum Staging von Rektumkarzinomen am München Klinik, Klinikum Neuperlach mit retrospektiver Untersuchung von 238 primär operativ therapierter Patienten mit Rektumkarzinom der Jahre 2008-2015. Validierung präoperativer MRT-Staging-Ergebnisse mit postoperativen Befunden der Pathologie

Purpose The recent developments of tau-positron emission tomography (tau-PET) enable in vivo assessment of neuropathological tau aggregates. Among the tau-specific tracers, the application of 11C-pyridinyl-butadienyl-benzothiazole 3 (11C-PBB3) in PET shows high sensitivity to Alzheimer disease (AD)-related tau deposition. The current study investigates the regional tau load in patients within the AD continuum, biomarker-negative individuals (BN) and patients with suspected non-AD pathophysiology (SNAP) using 11C-PBB3-PET. Materials and methods A total of 23 memory clinic outpatients with recent decline of episodic memory were examined using 11C-PBB3-PET. Pittsburg compound B (11C-PIB) PET was available for 17, 18F-flurodeoxyglucose (18F-FDG) PET for 16, and cerebrospinal fluid (CSF) protein levels for 11 patients. CSF biomarkers were considered abnormal based on Aβ42 (< 600 ng/L) and t-tau (> 450 ng/L). The PET biomarkers were classified as positive or negative using statistical parametric mapping (SPM) analysis and visual assessment. Using the amyloid/tau/neurodegeneration (A/T/N) scheme, patients were grouped as within the AD continuum, SNAP, and BN based on amyloid and neurodegeneration status. The 11C-PBB3 load detected by PET was compared among the groups using both atlas-based and voxel-wise analyses. Results Seven patients were identified as within the AD continuum, 10 SNAP and 6 BN. In voxel-wise analysis, significantly higher 11C-PBB3 binding was observed in the AD continuum group compared to the BN patients in the cingulate gyrus, tempo-parieto-occipital junction and frontal lobe. Compared to the SNAP group, patients within the AD continuum had a considerably increased 11C-PBB3 uptake in the posterior cingulate cortex. There was no significant difference between SNAP and BN groups. The atlas-based analysis supported the outcome of the voxel-wise quantification analysis. Conclusion Our results suggest that 11C-PBB3-PET can effectively analyze regional tau load and has the potential to differentiate patients in the AD continuum group from the BN and SNAP group., publishedVersion

The examination of the lung using MRI to derive regional anatomical and functional features of the lung has gained increasing interest in recent years. However, this is difficult for several reasons (organ motion, low proton density and short T2*). In this work, the feasibility of the ultra-short echo-time (UTE) sequence with tiny golden angle was investigated. A 2D acquisition as well as a hybrid (stack-of-stars) sequence was tested for visualization of anatomical characteristics of the lung and to derive functional parameters. A translational approach in which the 2D UTE technique has been investigated for small animal as well as for human application as appropriate. UTE has the advantage of a very short echo-time, which is needed for imaging the lung due to the fast signal decay. Breathhold and different retrospective gating techniques were investigated to eliminate movement artefacts. The accuracy as well as any limitations of the different gating techniques have been evaluated. The clinical measurements were done with a clinical whole-body MRI system operating at 3T. The achieved image quality and sharpness, and parenchyma visibility were qualitatively scored by three blinded independent readers. The mice data were acquired with a small animal system operating at 11.7T. For quantification of the lung parenchyma, different parameters (signal-to-noise ratio, proton fraction, fractional ventilation and perfusion) were investigated for all acquired data. In clinical studies, the imaging protocols were well tolerated by all volunteers. Image quality was sufficient for subsequent quantitative analysis in all cases. With the gating techniques, artefact-free images of the different respiratory phases could be reconstructed from all acquisitions. Between expiration and inspiration (IN), clear signal intensity changes was observed. The proton fraction had significantly lower values for IN in all studies. The comparison of smokers and non-smokers showed significant higher proton density for smokers. The SNR had a trend to lower values during IN in the mice study and significant difference for the clinical studies. The results of fractional ventilation calculation were correlated with the breathing amplitude. Quantitative perfusion analysis for mice data showed higher values for the systole. The feasibility of the combination of tiny golden angles with UTE to evaluate different lung functional parameters was demonstrated. The free-breathing acquisitions are an alternative for those cases where patients are not able to hold their breath for a certain time. The tested sequences are sensitive enough to visualize differences between smoker and non-smoker lungs. Furthermore, high flexibility of the 2D UTE could be shown.

Das Laufen im Rahmen organisierter (Ultra-)Marathonveranstaltungen gehört zu den populärsten Sportarten unserer Zeit. Eine extremere Variante ist der Multietappen-Ultramarathon (MEUM). Erstmals konnte während des TransEurope FootRace 2009 (TEFR) ein MEUM über 4.486 km mit einer mobilen Magnetresonanztomographie (MRT)-Einheit begleitet werden. Ziel dieser Arbeit war es das Muskelvolumen (MV) der Unterschenkel von Ultraausdauersportlern nicht nur im Vergleich zu normalsportlichen Referenzkollektiven und Hochleistungs-Sprintern, sondern zusätzlich im Verlauf des TEFR longitudinal zu analysieren. Die Volumetrie der Unterschenkelmuskulatur erfolgte anhand manuell segmentierter anatomischer Querschnittsflächen fettgesättigter protonengewichteter MRT-Bilder. Im Vergleich zu Nicht-Athleten und Sprintern hatten die TEFR-Teilnehmer eine überdurchschnittliche Seitensymmetrie der Unterschenkelmuskulatur. Geschlechter- und altersbezogene Analysen der evaluierten MV-Werte waren aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung im TEFR-Kollektiv nicht möglich. Der „Trend“ eines größeren absoluten MV bei Männern und jüngeren Ausdauerläufern (< 45J.) aus der Literatur deutete sich jedoch an. Verglichen mit Referenzkollektiven junger Nicht-Athleten hatten die TEFR-Teilnehmer ein um bis zu 17 % größeres Unterschenkel-MV. Sprinter wiesen ein v.a. größeres Volumen der oberflächlichen Flexoren im Vergleich zu den Ultraausdauerathleten des TEFR auf. Bei der prozentualen Verteilung der funktionellen Muskelgruppen (Extensoren, Fibulares, tiefe und oberflächliche Flexoren) zeigten die TEFR-Teilnehmer ein ähnlich optimiertes Verhältnis der funktionellen Muskelgruppen am Unterschenkel wie bei Sprintern. Unabhängig von der Laufdistanz scheint für eine gute Laufökonomie ein für die Schwungphase nicht zu schwerer, aber für einen explosiven Abdruck vom Boden (Plantarflexion) ausreichend kräftiger Unterschenkelmuskel elementar. Das absolute Volumen der oberflächlichen Flexoren von Ausdauerläufer-Kollektiven war annähernd identisch zu den Messergebnissen der TEFR- Teilnehmer. Eine Normierung der absoluten MV zum Körpergewicht (KG) und der Körpergröße scheint insoweit nützlich, als dass sie eine bessere Vergleichbarkeit von Studien, Probanden unterschiedlicher Körpermaße und Geschlechts ermöglicht. Eine Vergleichbarkeit normierter MV-Werte der Unterschenkel war aufgrund der unterschiedlichen Herangehensweisen nur eingeschränkt möglich, zeigte jedoch im Vergleich zu normierten Daten der gering vorhandenen Referenzkollektive ähnliche spezifische Unterschiede wie die absoluten MV-Werte. Entgegen der angenommenen Hypothese nahm das MV der Unterschenkel als maßgeblich an der Laufbewegung beteiligtes und zum Erfolg führendes Organ während des TEFR signifikant ab anstatt zu. Dieser Muskelproteinkatabolismus war auf ein relevantes Energiedefizit zurückzuführen und korrelierte positiv mit dem Verlust an totalem Fett-, Viszeral- und somatischen Körpervolumen sowie dem Gesamtvolumen der Extremitäten einer zweiten Probandengruppe des TEFR. Das Ausmaß dieses Gewebekatabolismus reduzierte sich im Verlauf des TEFR, was durch Adaptionsmechanismen wie zunehmende Stoffwechsel- und Laufstil-Ökonomisierung im Verlauf des TEFR erklärt werden kann. Dass sich der Körper von einem Energiedefizit rasch wieder erholt zeigten 3 signifikant kürzere Lauftage, während derer die Läufer sich teilweise regenerierten, was sich in der Reduktion der Volumenabnahme in der Unterschenkelmuskulatur widerspiegelte. Eine Sonderstellung beim Ultramarathon scheinen die Extensoren am Unterschenkel einzunehmen. Der absolute Volumenunterschied zugunsten der TEFR-Teilnehmer war bei den Extensoren im Vergleich zu Sprintern am größten. Ein BIAS stellte hier v.a. der mit 53 % größere Anteil an Frauen im Sprinterkollektiv im Vergleich zum TEFR-Kollektiv (5,6 % weiblich) dar. Während des TEFR zeigten die Extensoren eine deutlich geringere katabole Reaktion im Vergleich zu den übrigen Muskelgruppen des Unterschenkels. Bezogen auf die zum BMI und Produkt aus KG und Körpergröße normierten MV-Analysen muss man bei den Extensoren während eines MEUM von einer eher anabolen bis konstanten MV-Reaktion ausgehen. Diese asymmetrische Volumenänderung der funktionellen Gruppen des Unterschenkels kann als Folge eines im Rennverlaufs zunehmend optimiert ökonomischen Laufstils ohne ermüdungsbedingtes Stolpern durch zu geringe Dorsalflexion des Fußes diskutiert werden. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen der MV-Abnahme am Unterschenkel und der Laufleistung während des TEFR konnte nicht evaluiert werden. Weiterführende Studien zur MR-basierten normierten Muskelvolumetrie wären wünschenswert, um eine größere Anzahl an Referenzdaten zu generieren. Hinsichtlich der MV-Veränderungen während eines MEUM könnten zukünftige Studienergebnisse bezüglich der genauen Lokalisation und Korrelate auf zellulärer Ebene vielversprechend sein.

Thematik: Die Gewebeparameter RR2 (reduzierte transversale Relaxationsrate) und AI (Aggregationsindex), welche die Mengen an Ferritin und H��mosiderin im Leberparenchym ergeben sollen, wurden mittels der 1,5 Tesla MRT ��ber Multikontrast-Turbospinecho-(MC-TSE)-Sequenzen bestimmt und deren Beziehung zum Gesamtlebereisengehalt untersucht. Eine genaue Lebereisenbestimmung als Marker f��r den K��rpereisenstatus ist f��r die Diagnosestellung und das Therapiemonitoring bei Eisen��berladung von gro��er Bedeutung, um Eisentoxizit��t und Nebenwirkungen der Chelatoren entgegenwirken zu k��nnen. Patienten und Methoden: In einem Erhebungszeitraum von Dezember 2011 bis August 2014 ergab sich letztendlich eine Stichprobengr����e von 53 Patienten, die zur Lebereisenmessung bei Eisen��berladung unterschiedlicher Genese in der Diagnostischen und Interventionellen Radiologie der Universit��tsklinik Ulm vorstellig wurden. Die MC-TSE-Bildauswertung erfolgte ��ber eine in der radiologischen Abteilung programmierten Software. Der Lebereisen-(LIC)-Referenzwert wurde ��ber die konventionelle Relaxationsrate (R2) mittels Spinecho-(SE)-Sequenzen zentral durch die Firma FerriScan�� bestimmt. Ergebnisse: Die RR2 korrelierte nur schwach mit dem LIC-FerriScan��. Die Regressionsanalyse ergab keine eindeutige Abh��ngigkeit beider Parameter. Der AI korrelierte mit dem LIC-Referenzwert besonders stark im unteren Wertebereich. Eine deutlichere Abh��ngigkeit der Parameter erwies sich bei Anpassung der Daten an einen kurvenf��rmigen Verlauf. Bei der Analyse des Einflusses der Grunderkrankung zeigten sich Zusammenhang und Abh��ngigkeit der Werte in der Gruppe der An��mien mit effektiver Erythropoese st��rker als in der Gruppe der An��mie mit ineffektiver Erythropoese. Schlussendlich konnte mit einer vielversprechenden Methode zur nichtinvasiven Lebereisenmessung gezeigt werden, dass der AI teils gut durch den Gesamtlebereisengehalt abgebildet wurde. Das angewandte Verfahren impliziert vorteilhafte Untersuchungsbedingungen und optimierte Protokolle (u.a. k��rzere Bildaufnahmezeiten, lokale Datenauswertung) und ist daher kosteneffizienter als die Referenzmethode.

Die Therapie der spinalen Dysraphien besteht in aller Regel aus einer Operation mit dem Ziel Infektionen vorzubeugen und die neurologische Funktion zu erhalten. Da hierbei naturgemäß Narbengewebe entsteht, besteht als späte postoperative Komplikation die Gefahr des Retetherings. Um die damit verbundene Verschlechterung der neurologischen Funktion zu erkennen, werden in den meisten Kliniken regelmäßige neurologische Verlaufsuntersuchungen durchgeführt. Es ist bekannt, dass durch die MRT-Diagnostik das Ausmaß der Narbenbildung dargestellt werden kann. Ziel dieser Studie war es daher der Fragestellung nachzugehen, ob durch die regelmäßige Durchführung postoperativer MRT-Verlaufsuntersuchungen eine frühere Diagnosestellung möglich ist, dadurch die operative Therapie des Retetherings frühzeitiger stattfinden kann und sich das Gesamtbehandlungsergebnis der Patienten verbessert. In Form einer retrospektiven Sekundärdatenanalyse wurden Daten von 22 Patienten ausgewertet, die von Mai 2009 bis September 2014 in der Neurochirurgie der Universitätsklinik Ulm wegen spinaler Dysraphie behandelt wurden. Behandelte Diagnosen waren Meningomyelocele, Lipomeningomyelocele, Meningocele und Dermalsinus mit Tethered Cord. Die postoperativen MRT-Aufnahmen wurden retrospektiv erneut durch den Operateur ausgewertet. Als radiologische Anzeichen des Retetherings wurden „ausgezogen erscheindendes Myelon“, „Neuauftreten oder Größenzunahme einer Syrinx“, „zunehmende Skoliose“ und „abnehmender Myelondurchmesser“ gewertet. Mittels deskriptiver Statistik wurden relevante Kennzahlen wie absolute und relative Häufigkeiten, Mittelwerte und Mediane bestimmt. Zur Erfassung des Gesamtbehandlungsergebnisses am Ende des Beobachtungszeitraums wurde ein Score erstellt und retrospektiv angewendet. In den Score gingen die Funktionsbeeinträchtigung der Blase, des Mastdarms und der Motorik ein. Es zeigte sich, dass bei 53% der Patienten eine Übereinstimmung des radiologischen Befunds und der klinischen Symptomatik bestand. Des Weiteren konnte festgestellt werden, dass ein vorbeschriebenes Retethering in der MRT kein verlässlicher Vorläufer eines später auffälligen klinischen Verlaufs war. Radiologische Anzeichen des Retetherings führten ebenso nicht zu einem schlechteren Gesamtbehandlungsergebnis. Eine sekundäre Operation bei relevanten Retethering wurde in einem Fall durchgeführt. Die Indikationsstellung erfolgte anhand eines auffälligen klinischen Befunds. Die Schwierigkeit einer sicheren Diagnosestellung des Retetherings konnte in dieser Arbeit in Übereinstimmung mit der Literatur belegt werden. Sie stellt sich weiterhin als Herausforderung dar, in der Subjektivität und die Erfahrung des Untersuchers nach wie vor eine große Rolle spielen. Diese Arbeit kommt zu dem Schluss, dass die Verwendung von routinemäßig durchgeführten postoperativen MRT-Untersuchungen bei der Diagnosestellung keine wesentliche Erleichterung bringt. Die Suche nach objektiven und möglichst wenig invasiven Methoden bedarf demnach weiterer Untersuchungen.

Recent improvements in alveolar echinococcosis (AE) therapy can provide long-term disease control, and even allow structured treatment interruption in selected cases. Imaging has a pivotal role in monitoring disease activity, with 18-fluoro-deoxyglucose positron emission and computed tomography (18F-FDG-PET/CT) in particular having proven beneficial for assessing disease activity. Repetitive regular examinations to monitor therapy response, however, can lead to substantial radiation burden. Therefore, by combining metabolic information and excellent tissue contrast in magnetic resonance imaging (MRI), PET/MR appears ideally suited for this task. Here, we retrospectively analyzed 51 AE patients that underwent 18F-FDG-PET/MR. Patients had a ‘confirmed/probable’ diagnosis in 22/29 cases according to the WHO classification. FDG uptake, diffusion restriction, and MRI morphology were evaluated. We found significant differences in FDG uptake between responders to benzimidazole therapy and progressive manifestations (SUVavg 2.7 ± 1.3 vs. 5.4 ± 2.2, p < 0.001) as well as between Kodama Types 1 and 3 (F = 9.9, p < 0.003). No significant differences were detected for ADC values or MRI morphology concerning response and no correlations were present between FDG uptake and ADC values. The mean radiation dose was 5.9–6.5 mSv. We conclude that the combination of metabolic information and MRI morphology at a low radiation dose proposes PET/MR as a suitable imaging modality for AE assessment. Longitudinal studies are needed to define the role of this imaging modality., publishedVersion

Der Thoraxmagen beschreibt eine zirkuläre Schwachstelle der phrenikoösophagealen Membran mit einer schrittweisen Dislozierung der Magenkardia und des Ösophagus nach mediastinal. Die Therapie des Thoraxmagens kann konservativ im Sinne des „watchful waiting“ oder operativ erfolgen. Aufgrund der möglichen Komplikationen wird die elektive Operation durch die amerikanischen Leitlinien empfohlen. Ein zentrales Problem der Hiatushernienchirurgie stellt die hohe Anzahl an Rezidiven dar. Ob die Gründe hierfür in der Zwerchfellrekonstruktion, Speiseröhrenlänge, Fundoplicatio oder Netzaugmentation liegen, wird nach wie vor kontrovers diskutiert. In dieser Arbeit wurde die operative Versorgung des Thoraxmagens von 124 Patienten des Universitätsklinikums Würzburg im Zeitraum von September 2008 bis Juni 2015 untersucht. Hierfür war neben den perioperativen Daten auch die Rezidiv- und Letalitätsrate von Relevanz. Das Patientenkollektiv wurde sowohl in Hinblick auf das Lebensalter als auch auf die verschiedenen Versorgungsarten analysiert. Um die postoperative Lebensqualität zu beurteilen, erfolgte die Patientenbefragung mit Hilfe eines Symptomfragebogens und dem Gastrointestinalen Lebensqualitätsindex nach Eypasch (GIQLI). Zusätzlich wurden 17 Patienten postoperativ mittels MRT untersucht, um eine optimierte MRT-Sequenz zur Beurteilung der Hiatusregion zu evaluieren. Im Vergleich der Altersgruppen zeigte sich trotz einer erhöhten Komorbiditätsrate bei dem Patientenkollektiv ≥ 75 Jahre (p=0,002) kein signifikanter Unterschied bei Betrachtung der intraoperativen Komplikationen. Die Rezidivrate lag unabhängig vom Alter bei 20,2% im Untersuchungszeitraum, jedoch konnte eine verminderte Rezidivrate bei Patienten mit U-Shape Versorgung (p=0,015) festgestellt werden. In der postoperativen Patientenbefragung zeigten sich 87,0% der Patienten, unabhängig vom Alter und der Versorgungsart, zufrieden mit dem Operationsergebnis und beschrieben ihren Zustand im Vergleich zu präoperativ als gebessert. Die Ergebnisse des GIQLI erbrachten in dem untersuchten Patientenkollektiv ein gegenüber der Allgemeinbevölkerung erniedrigten Wert mit 95,4 Punkten. Die optimierte MRT-Sequenz zeichnete sich durch eine hohe diagnostische Konfidenz bei guter Bildqualität, kurzer Untersuchungsdauer und gleichzeitig hoher Akzeptanz der Patienten gegenüber dieser Art der Diagnostik aus. Zusammenfassend stellt die operative Versorgung von Thoraxmägen, unabhängig des Patientenalters, eine sichere Therapieform dar, die zu einer hohen Patientenzufriedenheit führt. Die modifizierte MRT-Untersuchung hat sich als diagnostische Methode bewährt und stellt eine Alternative zu strahlenexponierenden oder von Seiten der Patienten weniger gut tolerierten Untersuchungsmodalitäten dar., Giant hiatal hernias occur due to a circular weak point of the phrenic esophageal membrane with a gradual dislocation of the gastric cardia and the esophagus in mediastinal direction. Therapy of these giant hiatal hernias can be approached conservative, in the sense of “watchful waiting”, or surgically. Due to the possible complications however, the American guidelines highly recommend elective surgery. A central problem in hiatal hernia surgery is the high number of recurrences. Whether this is due to the art of reconstruction of the diaphragm, the length of the esophagus, the fundoplication or the mesh augmentation is still a matter of controversy. In this thesis, the surgical treatments of 124 patients with giant hiatal hernias were examined at the University Hospital Würzburg from September 2008 to June 2015. In addition to the perioperative data, the recurrence- and mortality rates were also taken into consideration. The patient collective was analyzed in regard to age, as well as the various types of care. In order to assess the postoperative quality of life, the patient survey was conducted with the help of a symptom questionnaire and the gastrointestinal quality of life index according to Eypasch (GIQLI). Furthermore, to evaluate an optimized MRI sequence for assessing the hiatus region, 17 patients were examined postoperatively using MRI. When comparing the different groups of age it appeared, that even with an increased comorbidity rate in the age ≥ 75 (p=0,002), there was no significant difference in intraoperative complications. Regardless of age, the recurrence rate was 20.2% in the study period. However, a reduced recurrence rate was found in patients with U-shape restoration (p=0.015). In the postoperative patient survey, 87.0% of the patients, regardless of age and type of care, stated to be satisfied with the result of the operation and also described their condition as improved in comparison to their preoperatively status. The results of the GIQLI showed a lower value compared to the general population, with 95.4 points in the examined patient group. The optimized MRT sequence was characterized by a high diagnostic confidence with a good image quality, short examination times and high patient acceptance for this diagnostic method. In summary, the surgical treatment of giant hiatal hernias is a safe type of therapy that leads to a high level of patient satisfaction, regardless of the patients age. The modified MRI examination was shown to be a valid diagnostic method and represents an alternative to other examination modalities that lead to radiation exposition or tend to be less tolerated by the patient.

In this work, accelerated non-Cartesian Magnetic Resonance Imaging (MRI) methods were established and applied to cardiovascular imaging (CMR) at different magnetic field strengths (3T and 7T). To enable rapid data acquisition, highly efficient spiral k-space trajectories were created. In addition, hybrid sampling patterns such as the twisting radial lines (TWIRL) k-space trajectory were studied. Imperfections of the dynamic gradient system of a MR scanner result in k-space sampling errors. Ultimately, these errors can lead to image artifacts in non-Cartesian acquisitions. Among other reasons such as an increased reconstruction complexity, they cause the lack of spiral sequences in clinical routine compared to standard Cartesian imaging. Therefore, the Gradient System Transfer Functions (GSTFs) of both scanners were determined and used for k-space trajectory correction in post-correction as well as in terms of a pre-emphasis. The GSTF pre-emphasis was implemented as a fully automatic procedure, which enabled a precise correction of arbitrary gradient waveforms for double-oblique slice orientations. Consequently, artifacts due to trajectory errors could be mitigated, which resulted in high image quality in non-Cartesian MRI. Additionally, the GSTF correction was validated by measuring pre-emphasized spiral gradient outputs, which showed high agreement with the theoretical gradient waveforms. Furthermore, it could be demonstrated that the performance of the GSTF correction is superior to a simple delay compensation approach. The developed pulse sequences were applied to gated as well as real-time CMR. Special focus lied on the implementation of a spiral imaging protocol to resolve the beating heart of animals and humans in real time and free breathing. In order to achieve real-time CMR with high spatiotemporal resolution, k-space undersampling was performed. For this reason, efficient sampling strategies were developed with the aim to facilitate compressed sensing (CS) during image reconstruction. The applied CS approach successfully removed aliasing artifacts and yielded high-resolution cardiac image series. Image reconstruction was performed offline in all cases such that the images were not available immediately after acquisition at the scanner. Spiral real-time CMR could be performed in free breathing, which led to an acquisition time of less than 1 minute for a whole short-axis stack. At 3T, the results were compared to the gold standard of electrocardiogram-gated Cartesian CMR in breath hold, which revealed similar values for important cardiovascular functional and volumetric parameters. This paves the way to an application of the developed framework in clinical routine of CMR. In addition, the spiral real-time protocol was transferred to swallowing and speech imaging at 3T, and first images were presented. The results were of high quality and confirm the straightforward utilization of the spiral sequence in other fields of MRI. In general, the GSTF correction yielded high-quality images at both field strengths, 3T and 7T. Off-resonance related blurring was mitigated by applying non-Cartesian readout gradients of short duration. At 7T, however, B1-inhomogeneity led to image artifacts in some cases. All in all, this work demonstrated great advances in accelerating the MRI process by combining efficient, undersampled non-Cartesian k-space coverage with CS reconstruction. Trajectory correction using the GSTF can be implemented at any scanner model and enables non-Cartesian imaging with high image quality. Especially MRI of dynamic processes greatly benefits from the presented rapid imaging approaches., In der vorliegenden Arbeit wurden Methoden der beschleunigten Magnetresonanztomographie (MRT) etabliert, welche auf nicht-kartesischer Datenaufnahme beruhen. Diese wurden insbesondere in der Herzbildgebung bei verschiedenen Magnetfeldstärken (3T und 7T) angewendet. Der Fokus lag auf der Entwicklung von hocheffizienten spiralförmigen k-Raum Trajektorien, mit dem Zweck sehr kurze Aufnahmezeiten zu ermöglichen. Zusätzlich wurde eine hybride k-Raum Trajektorie untersucht, die sogenannte "twisting radial lines (TWIRL)" k-Raum Trajektorie. Ungenauigkeiten des dynamischen Gradientensystems eines MRT Scanners resultieren in fehlerbehafteter k-Raum Abtastung während der Datenaufnahme. In der nicht-kartesischen Bildgebung kann dies letztendlich zu Artefakten im rekonstruierten Bild führen. Zusammen mit anderen Hemmnissen, wie beispielsweise einer komplexeren Bildrekonstruktion, sind sie verantwortlich dafür, dass noch immer mehrheitlich kartesische Bildgebungssequenzen in der klinischen Routine durchgeführt werden. Aus diesem Grund wurden die Übertragungsfunktionen der Gradientensysteme der verwendeten MRT Scanner (eng. "Gradient System Transfer Function (GSTF)") bestimmt und für k-Raum Trajektorienkorrekturen verwendet. Diese Korrektur wurde sowohl in der Bildrekonstruktion nach bereits erfolgter Datenaufnahme angewendet als auch im Rahmen einer Vorverstärkung bevor die Gradienten ausgespielt werden. Diese Vorverstärkung wurde als vollständig automatisierter Prozess implementiert und ermöglichte eine präzise Korrektur beliebig gewählter Gradientenfunktionen aller Schichtorientierungen. Auf diesem Wege konnten die durch Trajektorienfehler verursachten Bildartefakte kompensiert werden, was zu hoher Bildqualität in der nicht-kartesischen MRT Bildgebung führte. Des Weiteren wurde die Gradientenkorrektur durch Messungen der tatsächlich ausgespielten Gradientenformen validiert. Diese wiesen eine hohe Übereinstimmung mit den theoretisch zu erwarteten Gradientenformen auf. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die auf der Impulsantwort basierende, umfassende Gradientenkorrektur eine höhere Bildqualität ermöglicht als eine einfache Korrektur mittels globaler Zeitverschiebungen. Die entwickelten MRT Sequenzen wurden sowohl in der segmentierten als auch in der Echtzeit-Herzbildgebung angewendet. Im Speziellen lag der Fokus auf der Implementierung eines Protokolls für die spirale MRT Bildgebung, welche das schlagende Herz von Tieren und Menschen in Echtzeit und freier Atmung auflösen kann. Um Echtzeit-Herzbildgebung mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu vereinen, wurde der k-Raum unterabgetastet. In diesem Zusammenhang wurden Strategien zur effizienten und komprimierten Datenaufnahme entwickelt, unter Anwendung der Modell-basierten "Compressed Sensing" (CS)-Technik. Diese Methode reduziert Aliasing-Artefakte in der Bildrekonstruktion von unterabgetasteten Daten und ermöglicht deshalb hochaufgelöste, dynamische Echtzeit-Bilderserien des schlagenden Herzens. Allerdings wurden die gemessenen Daten stets extern rekonstruiert, sodass die Bilder nicht unmittelbar nach der Aufnahme am MRT Scanner verfügbar waren. Die spirale Echtzeit-Herzbildgebung konnte in freier Atmung durchgeführt werden, was eine Messzeit aller Schichten in der kurzen Herzachse in unter 1 Minute ermöglichte. Bei 3T wurden die Ergebnisse mit dem Goldstandard der mittels eines Elektrokardiogramms segmentierten kartesischen Herzbildgebung im Atemstopp verglichen und es konnte gezeigt werden, dass wichtige funktionelle und volumetrische Herzparameter übereinstimmen. Dies ebnet den Weg zur Anwendung des entwickelten Protokolls in der klinischen Routine der Herzbildgebung am MRT. Darüber hinaus wurde das Protokoll in der Echtzeit-Bildgebung von Schlucken und Sprechen bei 3T getestet. Die Ergebnisse waren ebenfalls von hoher Qualität und bestätigen den unkomplizierten Transfer der spiralen Sequenz in andere Bereiche der MRT Bildgebung. Insgesamt lieferte die GSTF-Korrektur Bilder von hoher Qualität bei beiden Feldstärken, 3T und 7T. Eine durch off-Resonanz verursachte Bildunschärfe wurde durch kurze Auslesezeiten der nicht-kartesischen Gradienten abgeschwächt. Allerdings führte B1-Inhomogenität in manchen Fällen zu Bildartefakten bei 7T. Die vorliegende Arbeit stellt einen wesentlichen Beitrag zur Beschleunigung des MRT Bildgebungsprozesses dar, indem effiziente, unterabgetastete nicht-kartesische k-Raum Trajektorien mit der CS-Rekonstruktionstechnik kombiniert wurden. Trajektorien-Korrektur basierend auf der GSTF kann prinzipiell an jedem MRT Scanner implementiert werden und legt den Grundstein für nicht-kartesische Bildgebung mit hoher Bildqualität. Insbesondere die Bildgebung von dynamischen Prozessen profitiert von den hier vorgestellten beschleunigten Methoden zur Datenaufnahme.

In der Gruppe der Hämodialyse-PatientInnen besteht ein deutlich erhöhtes Risiko an kardiovaskulären Ereignissen zu versterben. Korrespondierend hierzu weisen Hämodia-lyse-PatientInnen eine erhöhte Prävalenz an linksventrikulärer Hypertrophie (LVH) auf. Diese gilt als starker unabhängiger Risikofaktor für kardiovaskuläre Mortalität. Auf-grund der prognostischen Aussagekraft dient die Bewertung des linksventrikulären Massenindex (LVMI) sowie die Diagnose einer LVH vor allem in prospektiven Studien als ein bedeutendes Werkzeug zur Beurteilung des kardiovaskulären Risikos. Die Be-stimmung der LVH kann anhand von bildgebenden Verfahren (u.a. Echokardiographie, CMRI) oder dem EKG erfolgen. Die CMRI-Messung wird gegenwärtig als Goldstan-dard zur Messung der LVH betrachtet. Die 2D geführte M-mode-Methode der Echokardiographie zur Bestimmung der LVM zeichnet sich durch seine einfache und schnelle Durchführbarkeit aus und wird deshalb trotz präziserer Messverfahren wie dem 3D-Verfahren sowie diverser Einschränkungen weiterhin von der American Society of Echocardiography (ASE) als Screening-Methode und zur Untersuchung großer PatientInnenpopulationen empfohlen. Die empfohlene ASE-Formel überschätzt jedoch den LVMI nachweislich im Vergleich zum CMRI-Messverfahren. Die Überschätzung zeigte sich abhängig von der Höhe des LVMI. Es wird vermutet, dass die zunehmende Überschätzung Folge der geometrischen Grundan-nahmen ist, welche den LV vereinfachend als Ellipsoid mit konstantem L/D-Verhältnis annimmt. Dieses Verhältnis scheint sich jedoch bei zunehmender Herzgröße zu verän-dern, was wiederum zu einer Fehleinschätzung des LVMI führt. Die Teichholz (Th)-Formel korrigiert das L/D-Verhältnis mithilfe einer kurvilinearen Anpassung an den linksventrikulären Durchmesser und zeigte kürzlich in einer PatientInnengruppe mit Aor-tenstenose die geringste Tendenz der Überschätzung bei PatientInnen mit LVH. In der vorliegenden Studie wurden die echokardiographischen Formeln – ASE und Th – mit dem CMRI-Messverfahren verglichen. Beide Formeln zeigten eine deutliche Überschät-zung des LVMI. Die Th-Formel demonstrierte jedoch neben einer besseren Überein-stimmung zum CMRI, eine insgesamt geringere Überschätzung des LVMI sowie eine sukzessive Abnahme der Überschätzung mit zunehmendem LVMI. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Th-Formel der ASE-Formel in Bezug auf die Be-rechnung des LVMI bei Hämodialyse-PatientInnen insbesondere bei PatientInnen mit LVH überlegen ist. Weitere Studien sind jedoch erforderlich, um die Th-Formel in grö-ßeren Hämodialyse-PatientInnen-Kohorten mit höheren LVMI-Werten zu testen sowie um den prognostischen Wert der Th-Formel im Vergleich zur ASE-Formel zu ermitteln. Die klassischen EKG-Indices und -Scores zur Feststellung einer LVH wiesen, wie be-reits in anderen CMRI-Vergleichsstudien gezeigt, eine schlechte Sensitivität bei guter Spezifität auf. Aufgrund dessen verlor das EKG zunehmend an Bedeutung als Scree-ning-Untersuchung. In dieser Studie wurde der Versuch unternommen die Sensitivität durch zwei Lösungsansätze zu verbessern, einerseits durch die Kombination verschiede-ner EKG-Kriterien und andrerseits durch eine Adjustierung der EKG-Kriterien an den mittels Bioimpedanz gemessenen Fettmassenanteil. Die Kombination verschiedener EKG-Kriterien erzielte eine deutlich erhöhte Sensitivität von >70 %. Auch die Anpas-sung der EKG-Kriterien an den individuellen Fettmassenanteil könnte ein hilfreicher Lösungsansatz zur Verbesserung der Sensitivität bei Adipositas darstellen., Left ventricular hypertrophy (LVH) is highly prevalent in patients on hemodialysis. LVH, as measured by the left ventricular mass index (LVMI), is a strong predictor of cardiovascular disease (CVD). Consequently, a reliable and valid method to detect LVH is needed for both clinical and scientific implications. For the assessment of left ventricular mass (LVM), cardiac magnetic resonance imaging (CMR) has been established as the most accurate and reproducible method. However, given its limited availability and high cost, CMR is not practical for clinical use in large-scale clinical studies. In contrast, the two-dimensional (2D) targeted M-mode transthoracic echocardiography (TTE) and ecg is preferred in the clinical context because of its widespread availability, low cost, simple handling, and extensive evidence base. Nevertheless, echocardiographic linear measurement and LVM calculation by cube function formulas have their own limitations. The current recommended formula from the American Society of Echocardiography (ASE) is based on special geometric assumptions, which may become inaccurate in the presence of asymmetric hypertrophy, eccentric remodeling, or distortion of left ventricular (LV) geometry and may lead to an incremental overestimation of LVMI. Teichholz et al. designed a formula that includes a volume-correcting function in order to minimize the error inter alia in patients with LVH. A recent CMR study investigating patients with aortic stenosis demonstrated that the Teichholz (Th) formula had a lower tendency to overestimate the value within a population with increased LVMI. Here, we investigated the performance of two echocardiographic formulas, ASE and Th, in calculating LVMI in patients on hemodialysis. TTE and CMR data for 95 hemodialysis patients who participated in the MiREnDa trial were analyzed. The LVMI was calculated by two-dimensional (2D) TTE-guided M-mode measurements employing the American Societ y of Echocardiography (ASE) and Teichholz (Th) formulas, which were compared to the reference method, CMR. LVH was present in 44% of patients based on LVMI measured by CMR. LVMI measured by echocardiography correlated moderately with CMR, ASE: r = 0.44 (0.34–0.62); Th: r = 0.44 (0.32–0.62). Compared to CMR, both echocardiographic formulas overestimated LVMI (mean ΔLVMI (ASE-CMR): 19.5 ± 19.48 g/m2, p < 0.001; mean ΔLVMI (Th-CMR): 15.9 ± 15.89 g/m2, p < 0.001). We found greater LVMI overestimation in patients with LVH using the ASE formula compared to the Th formula. Stratification of patients into CMR LVMI quartiles showed a continuous decrease in ΔLVMI with increasing CMR LVMI quartiles for the Th formula (p < 0.001) but not for the ASE formula (p = 0.772). Bland-Altman analysis showed that the Th formula had a constant bias independent of LVMI. Both methods had good discrimination ability for the detection of LVH (ROC-AUC: 0.819 (0.737–0.901) and 0.808 (0.723–0.892) for Th and ASE, respectively). The ASE and Th formulas overestimate LVMI in hemodialysis patients. However, the overestimation is less with the Th formula, particularly with increasing LVMI. The results suggest that the Th formula should be preferred for measurement of LVMI in chronic hemodialysis patients. Shown in other CMRI comparative studies the ECG indices and scores for detecting LVH had poor sensitivity with good specificity. Because of this, ECG became increasingly less important as a screening method. To improve the sensitivity by two approaches, on the one hand by combining different ECG criteria and on the other hand by adjusting the ECG criteria to the fat mass measured by bioimpedance. The combination of different ECG criteria achieved a significantly increased sensitivity of >70 %. The adjustment of the ECG criteria to the individual fat mass could also be a helpful approach to improve the sensitivity in obesity.

The present study examined disease progression in primary progressive aphasia (PPA), a rare neurodegenerative disease characterized by substantial and increasing language impairments. According to the current diagnostic criteria, three phenotypes are identified: the non-fluent variant, the semantic variant, and the logopenic variant. Specific clinical features are often correlated with neuroimaging-based biomarkers, suggesting particular neurodegenerative patterns for each subtype. The neuropsychological examination is a crucial part of the diagnosis and tracking of primary progressive aphasia, but increasing language impairments and the additional decline in general cognitive functioning with progressive dementia make it challenging to evaluate disease progression. A promising parameter is the volumetric examination of the brain. Several studies have examined the pathological changes in PPA; however, probably due to its low prevalence, a detailed analysis that quantifies and locates disease progression in each subset of primary progressive aphasia in early and later stages is missing so far. Reliable quantification measures and a comprehensive understanding of neuropathological disease progression is however essential to assess the effect of therapeutic approaches. This study aimed to characterize each of the primary progressive aphasia variants in comparison with healthy controls at first presentation at medical services and at the 1- and 2-year follow-up measurement. Structural MRI data were examined with a comprehensive atlas-based volumetric approach allowing for cross-sectional and longitudinal disease tracking in 56 cortical and subcortical areas and for both, gray and white matter changes. The results identified the most vulnerable brain regions for each variant and allowed calculation of sample sizes for follow-ups at one and two years to detect potential therapeutic effects reliably. Findings indicate, that at baseline, all primary progressive aphasia subgroups already differed significantly from healthy controls, with most pronounced volume reduction in the left ventrolateral prefrontal area for the non-fluent variant, the left temporal lobe and hippocampus/amygdala complex for the semantic variant, and the left temporal and temporoparietal region for the logopenic variant. Follow-up measurements after one year and two years revealed further atrophy progression in primarily affected areas in the non-fluent and semantic variants and a more widespread pattern in the logopenic phenotype. In the non-fluent variant, disease progression occurred most prominently in the bilateral frontal lobes with extensions to parts of the temporal, parietal, and occipital lobes. Particularly in this subtype, gray and white matter decreases diverged, pointing to a variant-specific spreading of pathology. In the semantic variant, brain atrophy was more pronounced at baseline and also at follow-up measurements compared with both other variants. Disease progression displayed a pronounced focal atrophy pattern mainly affecting lateral and medial temporal regions bilaterally with extensions to (medial) frontal and parietal regions. In lvPPA, atrophy occurred mainly left-lateral and to similar extents across all lobes and with diffuse but especially increasing frontal involvement with time. Atrophy patterns overlapped with relevant structures of the other two primary progressive aphasia variants and also with the relevant structures affected in young-onset Alzheimer���s disease. In all variants, left lateralized atrophy was more pronounced at baseline and at follow-up measurements. Overall, higher gray than white matter atrophy appeared in the semantic and logopenic variant but not in the non-fluent subgroup. Based on longitudinal volume change, calculations identified the most vulnerable and thus most sensitive regions per variant as a read-out for therapeutic approaches: On a single-group level, inferior frontal, superior temporal and subcortical structures were most suitable for the non-fluent variant. For the semantic and logopenic variant, temporal gyri and the hippocampus/amygdala complex were best suited to measure modifications. Across all groups, cohort sizes of n=30 per variant would be sufficient to identify a therapeutic effect of 50% at the 1-year follow-up visit, which is expected to be feasible for most double-blind therapeutic trials that promise a high effect. In sum, this study is the first to examine disease progression in all three variants of primary progressive aphasia by using consistent longitudinal follow-up measurements and an evidence-based, comprehensive analysis of the whole brain without a priori defined regions.

Die vorliegende Studie beschäftigt sich mit dem Vergleich von Genauigkeit und Bildinformation von Magnetresonanztomographie (MRT) und digitaler Volumentomographie (DVT) sowie Computertomographie (CT) zur Planung von Implantationen und besteht aus zwei Hauptteilen: Im ersten Teil wurden metrische Messungen zum Vergleich der Abbildungsgenauigkeit von DVT und MRT Datensätzen angestellt. Dazu wurden für sechs Unterkiefer nach Thiel-Fixierung mit Lücken im Seitenzahnbereich Scanschablonen mit Markern für DVT und MRT hergestellt. Die Scans mit eingesetzten Schablonen erfolgten in einem Sirona Orthophos SL DVT und einem Philips Achieva 3T-MRT mit einer Ultrashort-Echo-Time-Sequenz (UTE) in einer Philips dStream-Kniespule. Anschließend wurden die entsprechenden DVT- und MRT-Datensätze im Open-Source-Programm 3D-Slicer 4.6.0 gematcht, das heißt anhand der Marker indirekt zueinander zugeordnet und verschlüsselt. An drei vorher definierten Messregionen (Mediansagitalschnitt Front sowie Frontalschnitt im Bereich der Wurzel des ersten Molaren) wurden daraufhin metrische Messungen durchgeführt. Als Messtrecken wurden die Dicke der knöchernen Kortikalis bukkal und lingual und der Durchmesser des Knochens in bukko-lingualer Ausdehnung an allen drei Regionen sowie im Seitenzahnbereich zusätzlich der Durchmesser des Nervus alveolaris inferior (N. alv. inf.) wie auch seine Lage in Relation zu den Außenkanten bukkal, lingual und zum Unterrand des Kiefers bestimmt. Zur statistischen Auswertung wurden die Differenzen der Messwertpaare DVT-MRT gebildet, die Normalverteilung der Werte geprüft und, da bei allen Messungen eine Normalverteilung angenommen werden konnte, ein paired-t-Test mit α=0,05 zum Test auf Abweichungen von der zentralen Tendenz durchgeführt. Es zeigten sich übereinstimmende Messergebnisse zwischen den DVT- und MRT- Messungen bei der Bestimmung des Durchmessers des Nervus alveolaris inferior (MW(DVT-MRT)=-0,29 mm; SD±0,88 mm) und der Bestimmung seiner Lage im Knochen (MW(DVT-MRT)=-0,15 mm; SD±0,96 mm). Beim Vergleich aller Messwerte zeigten sich dagegen signifikante Abweichungen zwischen DVT- und MRT-Messungen (MW=0,67 mm; SD±0,97 mm) wie auch bei den Messungen zum Durchmesser des Knochens (MW=0,96 mm; SD±0,77 mm) sowie der Dicke der Kortikalis im Seitenzahnbereich (MW=0,88 mm; SD±0,62 mm) und besonders der Dicke der Kortikalis in der Front (MW=1,83 mm; SD±0,79 mm). Im zweiten Teil der Studie wurden 113 Zahnärzte und Studierende der Zahnmedizin im Rahmen von Vorlesungs- und Fortbildungsveranstaltungen zur Erkennung anatomischer Strukturen wie Knochenkanten, Nervenverlauf und Verschattungen der Kieferhöhle in sich entsprechenden statischen DVT- und MRT-Querschnitten von Patientenscans befragt. Dabei wurden per Fragebogen sieben entsprechende statische Querschnitte aus DVT- und MRT-Datensätzen (Turbo-Spin-Echo-Sequenz) einer Studie zu Kieferhöhlenverschattungen und vier „dynamischen Bildfolgen“ von 9-14 automatisch ablaufenden Frontalschnitten entlang des N. alv. inf. im Unterkiefer bewertet, die aus CT- und MRT-Scans (Spin-Echo-Sequenz) von vier Präparaten zu den metrischen Messungen entstammten. Die Daten wurden nach vier inhaltlichen Themen ausgewertet: Gesamtheit der statischen Querschnitte (S), Beurteilung des Nervenverlaufs im Knochen (N), Verschattungen der Kieferhöhle (K) und dynamische Bildfolgen (D). Dabei zeigten sich signifikante Unterschiede bei der Gesamtheit der statischen Querschnitte zwischen DVT (MW=2,35; Median=3) und MRT Bewertungen (MW=2,75; Median=3) im Wilcoxon-Signed-Rank-Test (z=11,862; p

Die Analyse von regionalen Verformungsparametern, abgeleitet von kardialen Magnetresonanztomografie (CMRT)-Untersuchungen, ermöglichen die objektive und reproduzierbare Analyse der linksventrikulären Funktion. Die Rolle der regionalen Verformungsparameter bei Patienten mit ST-Hebungs-Myokardinfarkt (STEMI) ist aktuell jedoch noch unklar. Ziel des Forschungsprojekts war daher die Analyse der regionalen kardialen Mechanik in der Akutphase des Myokardinfarkts und nach abgeschlossenem Remodeling in der Follow-up-Untersuchung. Zudem sollten Korrelationen mit klinischen Informationen und anderen bildgebenden Parametern untersucht werden. Die Studienkohorte stammt aus einer randomisierten, kontrollierten CMRT-Substudie der AIDA (Abciximab Intracoronary versus Intravenously Drug Application)-STEMI-Studie. Die AIDA-STEMI Studie war eine Vergleichsstudie in der man i.c. (intrakoronare) Abciximab Applikation mit i.v (intravenöser) Abciximab-Gabe bei Patienten mit einem STEMI verglichen hat. Alle Patienten erhielten in der akuten Phase des STEMI und sechs Monate später, als Follow-up, umfassende CMRT-Untersuchungen. Das Bildgebungsprotokoll umfasste alle Phasen, die zur Bewertung der rechts- und linksventrikulären Funktion, zum Feature Tracking, sowie zur Narbenanalyse notwendig waren. Die Studienkohorte setzte sich aus insgesamt 51 Patienten zusammen. Das Durchschnittsalter betrug 58,2 ± 12,4 Jahre, davon waren 42 (82,4%) Patienten Männer und 9 (17,6%) Patienten Frauen. Es konnte ein signifikanter Anstieg aller globaler Verformungsparameter im Untersuchungszeitraum festgestellt werden. Dabei veränderte sich der globale longitudinale Strain (GLS) von -13,1 ± 5,1% auf -15,5 ± 5,8%, p = 0,001, der globale circumferentiale Strain (GCS) von -14,4 ± 3.7% auf -16,8 ± 3,6%, p < 0,0001 und der globale radiale Strain (GRS) von 28,1 ± 8,7% auf 31,9 ± 9,2%, p = 0,0002. Der mittlere radiale Strain, der von der Ischämie betroffenen AHA (American Heart Association)-Segmenten, stieg im Untersuchungszeitraum signifikant an (16,6 ± 10,8% auf 23,7 ± 12,8, p

Inhaltszusammenfassung Ziel: Ziel der Studie war es die pulmonale Vaskulatur, sowie das Verhältnis von Truncus pulmonalis und der Aorta ascendens (rTP/AA) zueinander, mithilfe der Magnetresonanztomographie (MRT) zu bestimmen und deren Abhängigkeit von verschiedenen kardiovaskulären Risikofaktoren zu analysieren. Eine besondere Gewichtung lag hierbei auf Diabetes mellitus als Risikofaktor für erweiterte pulmonale Gefäße. Methodik: Der Truncus pulmonalis (TP), die Arteria pulmonalis dextra (Apd) und die Arteria pulmonalis sinistra (Aps) wurden manuell auf 400 MRT Datensätzen ausgemessen und die rTP/AA nachträglich berechnet. Diese Daten wurden für weitere statistische Analysen in Bezug auf kardiovaskuläre Risikofaktoren genutzt und sind im Rahmen der KORA Studie erhoben worden. Ergebnisse: In die finale Auswertung wurden 388 Probanden eingeschlossen, bei denen die Messungen mit hoher Reproduzierbarkeit durchgeführt werden konnten. Erweiterte TP hingen signifikant mit dem BMI (M = 2,59 cm bei Normalgewichtigen vs. M = 2,70 cm ab Adipositas Grad 1) und einem bestehenden aHT zusammen. Ebenso fanden sich erweiterte Pulmonalarterien vermehrt bei Probanden höheren Alters (Apd M = 1,76 cm bei den unter-60-Jährigen vs. Apd M = 1,95 cm bei den über-60-Jährigen). Die rTP/AA erhöhte sich signifikant in Kombination mit dem weiblichen Geschlecht (M = 0,84 bei Frauen vs M = 0,79 bei Männern) und mit Zunahme des BMI (M = 0,81 bei Normalgewichtigen vs. M = 0,92 bei Adipositas Grad 3). Paradoxerweise schien die rTP/AA mit zunehmendem Alter abzunehmen (M = 0,87 Altersgruppe 1 vs. M = 0,79 Altersgruppe 2-4). Fazit: Die MRT eignet sich gut zur Bewertung der pulmonalen Vaskulatur. Es konnten identische Risikofaktoren für erweiterte pulmonale Gefäße ermittelt werden, wie bereits in vorangegangenen Studien, die sich der Computertomographie bedienten. Probanden mit gestörten Glukosestoffwechsel zeigten zwar signifikante Unterschiede bezogen auf die Diameter der pulmonalen Vaskulatur, doch kann keine Aussage darüber getroffen werden, ob Diabetes mellitus selbst oder Faktoren, die diesen begünstigen ursächlich für die Gefäßerweiterungen sind.

Über die Folgen des prolongierten Langstreckenlaufes (Ultramarathon) auf den Knieknorpel ist fast nichts bekannt. Zielsetzung der Studie war es, im Rahmen des Multietappen-Ultramarathons (MEUM) TransEurope FootRace (TEFR) über 64 Tagesetappen eventuelle morphologische und biochemische osteochondrale Veränderungen im Femoropatellargelenk (FPG) magnetresonanz (MR)- graphisch zu detektieren und zu spezifizieren, um sie im Verlauf prognostisch einschätzen zu können. Im Setting einer Feldstudie wurde erstmals das FPG während eines Laufes von 4486 km (TEFR) mittels Verwendung eines mobilen 1,5 Tesla GanzkörperMagnetresonanztomographen (MRT) belastungsbegleitend untersucht. Dabei wurde ein spezifisches Knie-MRT-Protokoll mit T2*-Mapping (fast low angle shot T2*-Gradientenecho (-Sequenz)), turbo inversion recovery magnitude (-Sequenz) und fettgesättigter Protonendichte-Wichtung zu morphologischen und funktionellen MRTUntersuchungen des FPG Knorpels bei 22 Teilnehmern in definierten Messintervallen während des Rennverlaufes angewendet. Hierbei wurden 12 verschiedene Regionen des FPG hinsichtlich intrachondraler T2*-Änderungen, Knorpeldickenänderungen sowie Knorpelläsionen bewertet und ggf. ein Test auf relevante Einflussfaktoren (Laufbelastung, Body-Mass-Index, Alter) durchgeführt. Es konnten keine signifikanten Änderungen der chondralen Dicke und der T2*-Werte im FPG evaluiert werden. Es fanden sich keine Verschlechterungen von vorbestehenden und auch keine neu auftretenden osteochondralen Knorpelläsionen im FPG. Aufgrund des Fehlens signifikanter Änderungen waren Analysen bezüglich relevanter Einflussfaktoren auf osteochondraler Ebene nicht durchzuführen. Das Kollagennetzwerk und der Wassergehalt scheinen sich durch eine ultralange Laufbelastung nicht wesentlich zu ändern. Es ist auf Basis der vorgelegten Daten zu schlussfolgern, dass Ultralangstreckenlauf nicht regelhaft zu schädigenden Alterationen oder relevanten negativen Stoffwechselveränderungen im Knorpel des FPG führt, selbst wenn höhergradige Läsionen vorliegen. Gelenkknorpel scheint sich an extreme körperliche Aktivitäten anpassen zu können, was erklären würde, warum das Risiko für ein Auftreten degenerativer Gelenkerkrankungen bei trainierten Langstreckenläufern im Mittel nicht erhöht ist.

BackgroundLongitudinal brain MRI monitoring in neurodegeneration potentially provides substantial insights into the temporal dynamics of the underlying biological process, but is time- and cost-intensive and may be a burden to patients with disabling neurological diseases. Thus, the conceptualization of follow-up time-intervals in longitudinal MRI studies is an essential challenge and substantial for the results. The objective of this work is to discuss the association of time-intervals and the results of longitudinal trends in the frequently used design of one baseline and two follow-up scans. MethodsDifferent analytical approaches for calculating the linear trend of longitudinal parameters were studied in simulations including their performance of dealing with outliers; these simulations were based on the longitudinal striatum atrophy in MRI data of Huntington’s disease patients, detected by atlas-based volumetry (ABV). ResultsFor the design of one baseline and two follow-up visits, the simulations with outliers revealed optimum results for identical time-intervals between baseline and follow-up scans. However, identical time-intervals between the three acquisitions lead to the paradox that, depending on the fit method, the first follow-up scan results do not influence the final results of a linear trend analysis. ConclusionsThis theoretical study analyses how the design of longitudinal imaging studies with one baseline and two follow-up visits influences the results. Suggestions for the analysis of longitudinal trends are provided., publishedVersion

The feasibility of 2D tyGA UTE for the assessment of lung (proton) density, fractional ventilation, quantitative perfusion and qualitative contrast‐enhanced perfusion at 11.7 T was successfully investigated in mice. Lung parenchyma T2* was quantified for correct signal decay compensation during density calculation. Inter‐ and intra‐reader and interstudy reproducibility were assessed, showing the accuracy of the investigated approach. Imaging the lung parenchyma with MRI is particularly difficult in small animals due to the high respiratory and heart rates, and ultrashort T2* at high magnetic field strength caused by the high susceptibilities induced by the air–tissue interfaces. In this study, a 2D ultrashort echo‐time (UTE) technique was combined with tiny golden angle (tyGA) ordering. Data were acquired continuously at 11.7 T and retrospective center‐of‐k‐space gating was applied to reconstruct respiratory multistage images. Lung (proton) density (fP), T2*, signal‐to‐noise ratio (SNR), fractional ventilation (FV) and perfusion (f) were quantified, and the application to dynamic contrast agent (CA)‐enhanced (DCE) qualitative perfusion assessment tested. The interobserver and intraobserver and interstudy reproducibility of the quantitative parameters were investigated. High‐quality images of the lung parenchyma could be acquired in all animals. Over all lung regions a mean T2* of 0.20 ± 0.05 ms was observed. FV resulted as 0.31 ± 0.13, and a trend towards lower SNR values during inspiration (EX: SNR = 12.48 ± 6.68, IN: SNR = 11.79 ± 5.86) and a significant (P < 0.001) decrease in lung density (EX: fP = 0.69 ± 0.13, IN: fP = 0.62 ± 0.13) were observed. Quantitative perfusion results as 34.63 ± 9.05 mL/cm3/min (systole) and 32.77 ± 8.55 mL/cm3/min (diastole) on average. The CA dynamics could be assessed and, because of the continuous nature of the data acquisition, reconstructed at different temporal resolutions. Where a good to excellent interobserver reproducibility and an excellent intraobserver reproducibility resulted, the interstudy reproducibility was only fair to good. In conclusion, the combination of tiny golden angles with UTE (2D tyGA UTE) resulted in a reliable imaging technique for lung morphology and function in mice, providing uniform k‐space coverage and thus low‐artefact images of the lung parenchyma after gating., publishedVersion

(1) Background and Purpose: The skeletal muscles of patients suffering from neuromuscular diseases (NMD) are affected by atrophy, hypertrophy, fatty infiltration, and edematous changes. Magnetic resonance imaging (MRI) is an important tool for diagnosis and monitoring. Concerning fatty infiltration, T1-weighted or T2-weighted DIXON turbo spin echo (TSE) sequences enable a qualitative assessment of muscle involvement. To achieve higher comparability, semi-quantitative grading scales, such as the four-point Mercuri scale, are commonly applied. However, the evaluation remains investigator-dependent. Therefore, effort is being invested to develop quantitative MRI techniques for determination of imaging markers such as the proton density fat fraction (PDFF). The present work aims to assess the diagnostic value of PDFF in correlation to Mercuri grading and clinically determined muscle strength in patients with myotonic dystrophy type 2 (DM2), limb girdle muscular dystrophy type 2A (LGMD2A), and adult Pompe disease. (2) Methods: T2-weighted two-dimensional (2D) DIXON TSE and chemical shift encoding-based water-fat MRI were acquired in 13 patients (DM2: n = 5; LGMD2A: n = 5; Pompe disease: n = 3). Nine different thigh muscles were rated in all patients according to the Mercuri grading and segmented to extract PDFF values. Muscle strength was assessed according to the British Medical Research Council (BMRC) scale. For correlation analyses between Mercuri grading, muscle strength, and PDFF, the Spearman correlation coefficient (rs) was computed. (3) Results: Mean PDFF values ranged from 7% to 37% in adults with Pompe disease and DM2 and up to 79% in LGMD2A patients. In all three groups, a strong correlation of the Mercuri grading and PDFF values was observed for almost all muscles (rs > 0.70, p < 0.05). PDFF values correlated significantly to muscle strength for muscle groups responsible for knee flexion (rs = −0.80, p < 0.01). (4) Conclusion: In the small, investigated patient cohort, PDFF offers similar diagnostic precision as the clinically established Mercuri grading. Based on these preliminary data, PDFF could be further considered as an MRI-based biomarker in the assessment of fatty infiltration of muscle tissue in NMD. Further studies with larger patient cohorts are needed to advance PDFF as an MRI-based biomarker in NMD, with advantages such as its greater dynamic range, enabling the assessment of subtler changes, the amplified objectivity, and the potential of direct correlation to muscle function for selected muscles.

The timing of MRI imaging after surgical resection may have an important role in assessing the extent of resection (EoR) and in determining further treatment. The aim of our study was to evaluate the time dependency of T2 and FLAIR changes after surgery for LGG. The Log-Glio database of patients treated at our hospital from 2016 to 2021 was searched for patients >18a and non-enhancing intra-axial lesion with complete MR-imaging protocol. A total of 16 patients matched the inclusion criteria and were thus selected for volumetric analysis. All patients received an intraoperative scan (iMRI) after complete tumor removal, an ultra-early postoperative scan after skin closure, an early MRI within 48 h and a late follow up MRI after 3���4 mo. Detailed volumetric analysis of FLAIR and T2 abnormalities was conducted. Demographic data and basic characteristics were also analyzed. An ultra-early postoperative MRI was performed within a median time of 30 min after skin closure and showed significantly lower FLAIR (p = 0.003) and T2 (p = 0.003) abnormalities when compared to early postoperative MRI (median 23.5 h), though no significant difference was found between ultra-early and late postoperative FLAIR (p = 0.422) and T2 (p = 0.575) images. A significant difference was calculated between early and late postoperative FLAIR (p = 0.005) and T2 (p = 0.019) MRI scans. Additionally, we found no significant difference between intraoperative and ultra-early FLAIR/T2 (p = 0.919 and 0.499), but we found a significant difference between iMRI and early MRI FLAIR/T2 (p = 0.027 and p = 0.035). Therefore, a postoperative MRI performed 24 h or 48 h might lead to false positive findings. An MRI scan in the first hour after surgery (ultra-early) correlated best with residual tumor at 3 months follow up. An iMRI with open skull, at the end of resection, was similar to an ultra-early MRI with regard to residual tumor., publishedVersion

Das Thema und Ziel dieser Arbeit war die Evaluation osteochondraler Veränderungen der Femorotibialgelenke (FTG) von Ultramarathonläufern mittels Magnetresonanztomographie (MRT), während des 4486 km langen Mehretappenultramarathons Trans-Europe-Footrace 2009 (TEFR). Hierzu wurden 22 Teilnehmern des TEFR mittels Rasterrandomisierung in diese Studie integriert. Es wurden MRT-Scans der Femorotibialgelenke vor Beginn des TEFR, nach ca. 1100 km, 2800 km und 3700 km Laufstrecke durchgeführt. Zusätzlich konnte bei 12 Teilnehmer 7 Monate nach Ende des TEFR ein Verlaufs-MRT durchgeführt werden. Die Knorpelhöhe und das T2*-Signal des Knorpels wurden gemessen. Im Verlauf des TEFR zeigte sich rechtsbetont ein signifikanter Rückgang der Knorpelhöhe der anterioren Zonen aller Segmente. Signifikante Anstiege der Knorpelhöhe konnten in den posterioren Zonen der lateralen Segmente der linken Seite nachgewiesen werden. Eine erhöhte Steifigkeit des Knorpels wurde in den medialen Segmenten evaluiert. Eine hohe Korrelation des Volumens der Kniegelenksextensoren des rechten Oberschenkels mit der femoralen Knorpelhöhe konnte nachgewiesen werden. Die Veränderungen der Knorpelhöhe waren bei Läufern unter 50 Jahren deutlicher ausgeprägt als bei Läufern über 50 Jahren. In einer 7-Monats-Nachkontrolle war die Knorpelhöhe zumeist auf den Wert vor dem TEFR-Startzeitpunkt zurückgegangen. Nach durchschnittlich 1100 km Laufstrecke zeigte sich eine signifikante Erhöhung der T2*-Werte in allen Regionen des FTG. Eine relevante Korrelation zwischen dem Alter der Läufer und den T2*-Werten bestand zumeist nicht. Wir fanden aber seitendifferente Korrelationen der T2*-Werte mit dem Muskelvolumen. Auch der Body-Mass-Index (BMI) korrelierte seitendifferent vermehrt mit den T2*-Werten des Knorpels des rechten Kniegelenkes. Die Laufbelastung hatte zumeist keinen relevanten Einfluss auf die T2*-Werte des Knorpels. Der Anstieg der T2*-Werte des Knorpels wird durch eine Verminderung des Glucosaminoglykangehalts und eine vermehrte Desorientierung der Kollagenfasern mit konsekutivem Anstieg des freien intrachondralen Wassers hervorgerufen. Die Differenzen des T2*-Signals und der Höhe des femorotibialen Knorpels zwischen der rechten und linken Seite können allgemein dadurch erklärt werden, dass auch Ultramarathonläufer ein dominantes Bein haben, wodurch eine seitendifferente Belastung im Laufzyklus vorliegt und dadurch im Ausmaß seitendifferente Reaktionen und Adaptationen des Kniegelenkknorpels an die Ultralaufbelastung hervorgerufen werden. Vorbestehende Läsionen des Kniegelenks zeigten im Verlauf des TEFR keine relevanten Veränderungen. 7 Monate nach dem Ende des TEFR zeigten sich keine Zunahmen oder relevante Veränderungen vorbestehender Läsionen des Kniegelenks und die T2*-Signale und die Knorpelhöhe waren auf die Werte vor Beginn des TEFR zurückgekehrt. Zwei osteochondrale Läsionen zeigten initial einen deutlicheren Anstieg der T2*-Werte als der nicht geschädigte Knorpel und gegen Ende des TEFR einen signifikanten sekundären T2*-Abfall. Wir interpretieren aus diesen Ergebnissen, dass sich neben dem gesunden auch ein „vorbelasteter“ Knorpel im FTG an eine langandauernde Extrembelastung anpassen kann und dass die Durchführung von Ultramarathonläufen weder zu einer Zunahme von leichten osteochondralen Läsionen führt noch zu einem erhöhten Aufkommen neuer Kniegelenksläsionen in gesunden Kniegelenken. Unsere Ergebnisse zum Mehretappen-Ultramarathon stimmen mit denen zu Studien über Marathonläufe überein, in denen bei trainierten Sportlern ohne vorbestehende Gelenkläsionen kein erhöhtes Gonarthroserisiko detektierbar ist.

International audience; Background: The pathophysiology of the hypothalamic involvement in Parkinson's disease (PD) is not well understood. The objective of this study was the quantification of hypothalamic volumes in vivo in PD.Methods: High-resolution T1 -weighted magnetic resonance imaging (MRI) data from 232 individuals with PD and 130 healthy non-PD individuals were used for quantification of the hypothalamic volumes.Results: The hypothalamus in PD was not atrophied, as indicated by volumetric analyses in the prospectively collected subcohort (30 PD, V = 921 ± 78 mm3 vs 30 non-PD, V = 917 ± 67 mm3 ; P = 0.850) and validated in a large cohort (202 PD, V = 925 ± 88 mm3 vs 100 non-PD, V = 932 ± 114 mm3 ; P = 0.602).Conclusions: Hypothalamic involvement in PD as shown by a large body of histopathological evidence does not appear to be detectable by MRI-based volumetric quantification. © 2019 The Authors. Movement Disorders published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of International Parkinson and Movement Disorder Society.

Die Synaptogenese stellt einen komplexen Prozess dar. Man weiß, dass die Synapsen über die Zeit ausreifen und bestimmte Stadien bei der Ausdifferenzierung durchleben. Über die Beeinflussung durch externe Faktoren, wie zum Beispiel das Verhalten von Neuronen bei unterschiedlichen Zelldichten ist im Bezug auf die Synaptogenese nichts beschrieben. Das Ziel dieser Doktorarbeit ist es den Zusammenhang von unterschiedlichen Zelldichten mit der Synaptogenese darzustellen. Hierfür wurden Zelldichten von 15.000, 30.000 und 60.000 Neurone mittels Immunhistochemie und Elektronenmikroskopie aufgearbeitet. Nach der Immunmarkierung der Neurone mittels prä- und postsynaptischer Marker für exzitatorische und inhibitorische Synapsen zeigen sich bei höheren Zelldichten eine bessere Ausreifung solcher Synapsen im Vergleich zu niedrigeren Zelldichten. Zudem scheinen die exzitatorischen Synapsen durch die höhere Zelldichte stärker beeinflusst zu werden als die inhibitorischen Synapsen. Außerdem weisen die Neurone aus den höheren Zelldichten weniger dendritische Ausläufer bei gleichzeitig vermehrten Synapsen auf. Die Synapsen sind in den höheren Zelldichten kleiner und haben einen geringeren Proteingehalt. In der Elektronenmikroskopie zeigt sich zusätzlich bei den höheren Zelldichten, dass die postsynaptische Dichte dicker und somit reifer ist und dass die Synapsen mehr präsynaptische Vesikel haben, die aktiver sind. Die Neuronendichte hat einen großen Einfluss auf die Synaptogenese. Diese Beobachtungen könnten damit zusammenhängen, dass durch die vermehrte Anzahl an Neurone die Zellen räumlich näher beieinander liegen und folglich weniger dendritische Ausläufer brauchen, um Zell-Zell-Kontakte herzustellen. Zudem könnten gleichzeitig mehr synaptische Verbindungen hergestellt werden, die die Synapsenreife beeinflussen bzw. akzelerieren. Autismus-Spektrum-Störungen (ASS) sind mit intellektuellen Störungen, stereotypen motorischen Auffälligkeiten und Störungen in der sozialen Kommunikation assoziiert. Es können sowohl genetische als auch metabolische Störungen ursächlich sein. Bei circa 0,69 % der Menschen mit ASS liegt eine Mutation im Gen für SH3 und multiples Ankyrin-wiederholendes-Domäneprotein-3 (SHANK3) vor. Die Hauptfunktion von SHANK3 ist die eines Gerüstproteins in der postsynaptischen Dichte (PSD). Dort interagieren die SHANK3-Proteine mit Zinkatomen und sind mit glutamatergen Rezeptoren, die sich im synaptischen Spalt befinden, verbunden. Das Ziel dieser Doktorarbeit ist es, Gemeinsamkeiten und Unterschiede in genetischen (SHANK3) und metabolischen (Zinkmangel) Ursachen von ASS festzustellen, um das Krankheitsbild besser verstehen zu können. Hierfür wurde eine longitudinale MRT-Studie mit Autismus-Mausmodellen (Pränatalzinkdefizienz- (PZD), heterozygote Shank3- und homozygote Shank3-Mäuse) mit zwei Messzeitpunkten, im Alter von vier und neun Wochen, durchgeführt. Es wurden volumetrische und spektroskopische Aspekte analysiert. Obwohl Zink und SHANK3 miteinander interagieren und die Mäuse einen ähnlichen Phänotyp haben, kommt es sowohl zu kongruenten Veränderungen (Vergrößerung des Striatums), als auch zu Divergenzen (vergrößerte Hippocampi und Thalami bei PZD-Mäusen; verkleinerte Hippocampi, Thalami und Ventrikel bei Shank3-Modellen). In der Spektroskopie zeigen sich im Präfrontalkortex vermehrte Glutamatwerte bei den homozygoten Shank3-Mäusen, wohingegen im Striatum der homozygoten Shank3-Mäuse verminderte Glutamatwerte und vermehrte Laktatwerte vorliegen. Obwohl Zink und SHANK3 an derselben Stelle in der PSD lokalisiert sind und eine gemeinsame Funktion haben, kommt es zu unterschiedlichen Veränderungen im Gehirn. Diese Beobachtungen könnten durch PSD-unabhängige Funktionen bedingt sein. Zudem sind die Veränderungen bei beiden Shank3-Tiermodellen kongruent, wobei die homozygoten Shank3-Mäuse stärkere Veränderungen aufweisen. Obwohl das Striatum vergrößert ist, kommt es in der Spektroskopie lediglich zu geringen Veränderungen. Es scheint, dass die allgemeine Veränderung der Hirnregionen der ausschlaggebende Punkt ist und weniger die Vergrößerung bzw. Verkleinerung der einzelnen Hirnregionen.