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Zusammenfassung: In Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf, der segmentalen Lage sowie der Kontrast-mittelphase in CT und MRT wurden Perfusionsveränderungen im Sinne von läsionalen, periläsionalen, keilförmigen, segmentalen, lobären und subkapsulären Hyperperfusionen beurteilt. Dabei wurden primär hyperperfundierte Herde, wie HCC und hyperperfundierte Metastasen berücksichtigt. Des Weiteren wurden Blutungen, die radiologisch nachweisbar waren, dokumentiert. Vor der Thermoablation war bei 37,8% der Patienten eine Hyperperfusion sichtbar. Am Tag der Intervention änderte sich die Hyperperfusionsrate kaum (36,6%). Es traten vor allem fokal eingeblutete, klein-keilförmige und periläsionale Hyperperfusionen auf. Einen Monat nach Intervention zeichnete sich ein markanter Anstieg an Hyperperfusionen ab. Bei 66,2% aller Patienten konnten nun auch größere hyperperfundierte Areale (lobäre, groß-keilförmige und segmentale Veränderungen) nachgewiesen werden. Nach 6 Monaten ging die Hyperperfusionsrate langsam zurück. 59,3% der Patienten zeigten z.T. größere hyperperfundierte Bereiche (lobäre, subkapsuläre, keilförmige Hyperperfusionen). Ein weiterer leichter Rückgang an Gesamthyperperfusionen zeigte sich 1 Jahr nach Intervention (55,6%). Dabei handelt es sich größtenteils um kleinere betroffene Areale (periläsionale, segmentale Hyperperfusionen). In Abhängigkeit der Kontrastmittelphase konnten wesentlich häufiger in der arteriellen Phase hepatische Hyperperfusionen nachgewiesen werden, als in nativen oder portalvenösen Phasen (87,9% arteriell zu 12,1% nativ in MRT und 86,2% arteriell zu 12,3% nativ und 1,5% in der portalvenösen Phase im CT). Abhängig von der segmentalen Lage stellte sich heraus, dass mehr hyper-perfundierte Areale bei zentral gelegenen Tumoren auftraten (76,4%), als bei peripher therapierten Herden (70,8%). Die hyperperfundierten Areale waren bei zentralen Tumoren jedoch häufig größer (lobär: 17,6% zentral vs. 7,7% peripher; keilförmig: 23,5% zentral vs. 13,8% peripher). Es traten in 19,5% der behandelten Patienten im Verlauf radiologisch nachweisbare Blutungen auf. Es gab 13 fokale Blutungen, von denen 12 Herde primär hyperperfundiert, in zentraler oder in unmittelbar subkapsulärer Lage waren. 6 von 10 nicht primär hyperperfundierten Herde zeigten postinterventionell eine Hyperperfusion. Zusätzlich traten 4 subkapsuläre Blutungen auf. Bei einem dieser Patienten wurde ein läsional hyperperfundierter Herd im Rahmen einer wiederholten LITT behandelt. Hier kam es zu einem Kapselriss mit abdomineller Blutung. 2 weitere subkapsuläre Blutungen traten bei periläsionalen Hyperperfusionen auf. Um zu eruieren, ob eine radiologisch sichtbare Hyperperfusion auch einer Hyper-vaskularisation entspricht, wurde ein Gewebeblock retrospektiv histopathologisch untersucht. In der Nekrosezone ohne vitale Tumorzellen fand eine vermehrte Gefäß- neubildung statt. Außerdem konnte eine CD34-Überexpression als Indikator für eine Gefäßproliferationen gefunden werden. Da insgesamt 19,5% Blutungskomplikationen bei insgesamt 73,2% hyperperfundierten Perfusionen auftraten, ist ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Perfusionsänderungen nach Thermoablationen im CT und MRT nicht nachgewiesen. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse anderer internationaler Arbeitsgruppen und der Auswertung eigener Daten sind Blutungen sind bei primär hyperperfundierten Malignomen, zentraler Lage sowie kapselnaher Lage am häufigsten, aber sie treten auch bei sekundär hyperperfundierten Tumoren auf.
Diese Dissertation handelt von den zerebralen Repräsentationen des professionellen Kreativen Schreibens. Mit einem neuen Paradigma, bestehend aus verschiedenen Schreibphasen („Nachdenken“ und „Kreatives Schreiben“; „Lesen“ und „Abschreiben“ als Kontrollbedingungen), wurde das Kreative Schreiben eines literarischen Textes möglichst wirklichkeitsnah in einem Setting der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) ermöglicht. Damit wurden 20 professionell ausgebildete Studenten des Kreativen Schreibens (Expertengruppe) untersucht und mit 28 ungeübten Probanden (Kontrollgruppe) verglichen. Zudem wurden Analysen zur funktionellen Resting-State-Konnektivität (rFC) durchgeführt. Die Expertengruppe aktivierte beim „Nachdenken“ vermehrt zerebrale Areale, die mit der Sprachproduktion (rechtes Putamen, rechte posteriore Insel, prä- und supplementär-motorische Areale) assoziiert sind. Beim „Kreativen Schreiben“ unterschieden sich die Experten von den Ungeübten durch eine verstärkte Aktivierung eines linksseitigen fronto-striatalen Netzwerkes (medialer präfrontaler Kortex, dorsolateraler präfrontaler Kortex und linker Nucleus caudatus). Dies deutet auf eine höhere Arbeitsgedächtnisleistung und kognitive Kontrolle bei den Experten hin und legt auch eine bessere Verarbeitung der Schreibfertigkeiten durch automatisierte Prozesse nahe. Dagegen waren bei den Ungeübten verstärkt die okzipitalen Regionen des primären visuellen Kortex involviert, was erhöhte visuelle Wahrnehmungsprozesse anzeigt. Die Expertengruppe wies eine reduzierte links- und interhemisphärische rFC (vor allem BA 44 links) und eine erhöhte rFC im rechten Nucleus caudatus auf, so dass wiederum die Expertise im Umgang mit verbalen Informationen betont wird. Die kreative Leistung wurde mittels einer qualitativen Beurteilung der Schriftstücke und eines standardisierten verbalen Kreativitätstestes gemessen und korrelierte positiv mit der Schreiberfahrung. Insgesamt stellen diese Ergebnisse einen ersten Schritt zur Erforschung erfahrungsbedingter Veränderungen im Gehirn beim Kreativen Schreiben dar, die auch mit einer besseren kreativen Ausdrucksfähigkeit einhergehen. Dieser kumulativen Dissertation liegen drei Peer-Review-Artikel zugrunde, die in renommierten, neurowissenschaftlichen Journalen veröffentlicht worden sind.
Mentale Rotationsfähigkeit ist ein wichtiger Bestandteil des räumlichen Denkens und ihre kognitive und neuronale Grundlage sind Gegenstand langjährigen Forschungsinteresses. Funktionelle Bildgebungsstudien zur mentalen Rotation haben einheitlich die Bedeutung des posterioren parietalen Kortex bei der räumlichen Verarbeitung beschrieben. Jedoch gibt es auch Hinweise darauf, dass das Putamen bei egozentrischen visuell-räumlichen Verarbeitungsprozessen eine maßgebliche Rolle spielen könnte. Zudem wurde bei der mentalen Rotation von Händen die Anwendung impliziter Bewegungsvorstellung beschrieben, welche die neuronale Beteiligung motorischer Areale nahelegt. Mentale Rotation kann durch Training verbessert werden. Therapeutische Ansätze machen sich die Tatsache zunutze, dass bei der mentalen Rotation von Händen implizit auf die neuronale Repräsentation des eigenen Körpers zurückgegriffen wird. Bislang mangelt es jedoch an Studien, die trainingsinduzierte Veränderungen auf neuronaler Ebene untersuchen. Wir untersuchten daher mittels funktioneller Magnetresonanztomographie den Einfluss von Langzeittraining auf die neuro-funktionellen Korrelate der mentalen Rotation von Händen in einer Stichprobe von gesunden Teilnehmern und verglichen die Ergebnisse mit denen einer Kontrollgruppe ohne Training. In Abhängigkeit des Trainings fanden wir eine Modulation der Aktivierung des Putamens: Während in der untrainierten Ausgangsituation verstärkt das anteriore Putamen aktiviert wurde, zeigte sich nach erfolgtem Training eine vermehrte Aktivierung des posterioren Putamens. Außerdem fanden wir nach dem Training einen Anstieg der Aktivierung in motorischen Regionen und inferior parietal im supramarginalen Gyrus. Im Gegensatz dazu zeigten die Probanden der Kontrollgruppe weder Leistungs- noch neuronale Aktivierungsunterschiede zwischen beiden Messungen. Insgesamt deuten diese Befunde darauf hin, dass sich erhöhte neuronale Effizienz nach mentalem Rotationstraining als eine Verminderung von visuell-räumlichen Vorstellungen in Verbindung mit verstärkter Rekrutierung motorisch assoziierter Areale manifestiert.
Ziel der vorliegenden Studie war es, mögliche Verbesserungen in der motorischen Performanz nach einem unilateralen motorischen Training (Arm-Fähigkeits-Training, AFT, Platz, 2004) der nicht-dominanten Hand von Gesunden sowie mögliche Transfereffekte auf die nicht-trainierte rechte Hand zu detektieren und des Weiteren mit Hilfe von funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT, durchgeführt vor und nach dem Training) zu untersuchen, inwieweit sich solche Veränderungen auf zerebraler, zerebellärer sowie Basalganglien-Ebene abbilden lassen. Im Rahmen des motorischen Trainings trainierten wir über zwei Wochen hinweg die linke Hand von stark rechtshändigen gesunden Studienteilnehmern mit einem umfangreichen Training (AFT, entwickelt für Patienten mit leichter bis mittelschwerer Armlähmung, z.B. nach Schlaganfall; bestehend aus acht unterschiedlichen Aufgaben zum Training unterschiedlicher motorischer Fähigkeiten). Die motorische Performanz wurde sowohl für die trainierte linke als auch für die nichttrainierte rechte Hand vor und nach der Trainingsperiode gemessen, wobei u.a. die folgenden funktionellen Einheiten als Maß für den Trainingserfolg und mögliche Transfereffekte gebildet wurden: sequentielle Fingerbewegungen (AFT-Tippbewegung), Griffkraft (durchschnittliche maximale Griffkraft) sowie visuell geführte Bewegungen (Durchschnittswert aus drei unterschiedlichen AFT-Aufgaben: AFT-Zielbewegungen, AFT-Kreise durchstreichen und AFT-Labyrinth). Funktionelle Bildgebung wurde sowohl bei der Ausführung von Bewegungen mit der trainierten linken als auch bei der Ausführung mit der nicht-trainierten rechten Hand durchgeführt und beinhaltete eine Kraftmodulationsaufgabe (fMRT- Faustschluss; Faustschlussbewegung), sequentielle Fingerbewegungen (fMRT-Fingersequenz, Tipp-Bewegung) und eine Schreibaufgabe (fMRT-Schreiben, visuell geführte Bewegung). Nach der Trainingsperiode waren die Verbesserungen der Ausführung von sequentiellen Finger-bewegungen für beide Hände vergleichbar, wohingegen sich für die Ausführung von visuell geführten Bewegungen ein größerer Trainingseffekt für die trainierte Hand zeigte. Für die Griffkraft konnten wir keine signifikanten Veränderungen beobachten. Bei der fMRT zeigte sich während der Ausführung der fMRT-Fingersequenz über die Zeit hinweg eine Reduktion der Aktivität im supplementär-motorischen Areal, im dorsolateralen präfrontalen Kortex, in parietalen kortikalen Arealen und lateralen zerebellären Arealen. Während des fMRT-Schreibens mit der linken Hand zeigte die laterale zerebrale Hemisphäre außerdem eine reduzierte Aktivität, wohingegen die Aktivität der anterioren zerebellären Hemisphäre zugenommen hatte. Eine initial ausgeprägte anteriore zerebelläre Aktivität stellte einen Prädiktor für ein gutes Trainingsergebnis bei der Finger-Sequenz sowie bei visuell geführten Bewegungen dar. Für die fMRT-Faustschluss-Aufgabe fanden wir eine Zunahme der Aktivität im Striatum.
Alles in allem resultierte ein umfangreiches Langzeittraining der nicht-dominanten Hand von gesunden Probanden in deutlichen Verbesserungen der motorischen Performanz und es zeigte sich ein unterschiedlicher intermanueller Lerntransfer je nach getestetem Bewegungstyp (sequentielle Fingerbewegungen, Griffkraft, visuell geführte Bewegungen). Während die Aktivität kortikaler motorischer Areale über die Zeit hinweg abnahm, schienen die Aktivität der anterioren zerebellären Hemisphäre und des Striatums zunehmende Ressourcen nach einem motorischen Langzeittraining zu repräsentieren.
Chills are emotional peaks especially in response toward acoustic stimuli. In the present study, we examined facial expressions associated with pleasant and unpleasant chill experiences during music and harsh sounds by measuring electromyographic activity from facial corrugator and zygomatic muscles. A rubber bulb could be pressed by the participants to report chill intensities. During harsh sounds, increased activation of both corrugator and zygomatic muscle was observed. Zygomatic muscle activity was even more pronounced when a chill experience was reported during such sounds. In contrast, pleasant chill experiences during music were associated with slightly increased corrugator activity compared with absent chills. Our data suggest that harsh sounds produce a painful facial expression that is even intensified when a chill experience is reported. Increased corrugator activity during chills toward music might refer to states of being moved. The results are discussed in the light of a proposed role of the chill in regulating social behavior. Our results suggest that recording facial muscle activity can be a valuable method for the examination of pleasant and unpleasant peak emotions induced by acoustic stimuli.
Die hier präsentierten Daten bieten einen neuen Einblick in die Strategie des motorischen Lernens, in die Übertragung von angeeigneten motorischen Fähigkeiten auf neue Aufgaben sowie in den gesamten Prozess von der Enkodierung motorischer Sequenzen bis hin zum Abruf und Spielen derselben. Dabei konnten insbesondere Aktivierungen der motorischen Netzwerke, des Spiegelneuronensystems und des Arbeitsgedächtnisses bei Pianisten während der Enkodierung gezeigt werden. Diese Vorwegnahme der notwendigen Aktivitäten für das danach folgende Abspielen der Sequenzen beruht am ehesten auf dem Hebbschen-Lerneffekt, hervorgerufen durch das regelmäßige Training. Dieser Effekt bildet möglicherweise die Grundlage für die bessere Durchführung des Spielens der Sequenzen. Im Gegensatz dazu ergab sich bei den Nicht-Musikern eine erhöhte kortikale Aktivität ähnlicher Areale beim Abruf und Spielen der Sequenzen, die erforderlich war, um eine geringe Fehlerquote und ein präzise Bewegung der Finger zu erreichen. Die Pianisten wiesen beim Abruf der Sequenzen eine verringerte kortikale Aktivität auf, im Sinner einer Ökonomisierung der motorischen Areale.
Zur Entwicklung der cine MRT für die dynamische Handgelenksuntersuchung im MRT wurden in dieser Studie gesunde Probanden und Patienten mit V. a. eine SLD untersucht. Diese Arbeit konnte zeigen, dass die cine MRT als neue Methode zur dynamischen bildgebenden Untersuchung des Handgelenkes durchführbar ist. Mit Hilfe dieser Methode ist der Nachweis einer SLD möglich und die Ergebnisse korrelieren hervorragend mit den Ergebnissen der Kinematografie. Zusammenfassend handelt es sich bei der cine MRT des Handgelenkes, um eine schnelle und zuverlässige Technik für die Detektion der SLD, deren Diagnosegenauigkeit mit der Kinematografie vergleichbar ist. Die Methode kann leicht als klinische Routineuntersuchung im MRT durchgeführt werden und so die Diagnostik bei Patienten mit Verdacht auf eine SLD, unter Vermeidung einer Strahlenexposition, erleichtern.
Temporomandibulärer Schmerz ist ein häufiges Symptom bestehend aus Schmerzen lokalisiert um den gelenknahen Anteil des Kiefers mit einer starken Abhängigkeit von Stressoren. Chronische Schmerzen wurden bereits mit Veränderungen des Volumens der grauen Hirnsubstanz (GMV) assoziiert. Frühere Studien zum Thema haben bis jetzt jedoch widersprüchliche Ergebnisse geliefert. Dies könnte unter anderem den unterschiedlichen Zusammensetzungen der Studienpopulationen sowie den zugrundeliegenden Studienmethoden geschuldet sein.
Um die Auswirkungen chronischer Schmerzen auf die Gehirnstruktur mit hohen Fallzahlen zu untersuchen, wurden in der vorliegenden Arbeit drei Gruppen klinischer Patienten, insgesamt 47 Individuen, und eine Studienpopulation, bestehend aus insgesamt 57 Patienten, die Gesichtsschmerzen über die letzten 6 Monate angaben, analysiert. Die Patienten der Studienpopulation wurden aus der Study of Health in Pomerania (SHIP) rekrutiert, die Patienten der klinischen Probandengruppen in Zusammenarbeit mit der Zahnklinik Greifswald. Das Volumen der grauen Hirnsubstanz dieser Patienten wurde jeweils mit dem einer gesunden Kontrollgruppe ohne chronische Schmerzen verglichen.
Die Kontrollgruppe bestand aus 60 Individuen für den Vergleich mit den klinischen Patienten sowie 381 Individuen für den Vergleich mit den Patienten der Studienpopulation. Beide Kontrollgruppen waren jeweils für Alter und Geschlecht entsprechend korrigiert.
Zur Gehirnstrukturanalyse kam Voxelbasierte Morphometrie als populäres In-vivo-Verfahren zum Einsatz. Hiefür erhielten sowohl Patienten als auch die Kontrollpersonen ein MRT. In einer Region of Interest (Bereich von Interesse) Analyse zeigte nur die klinische Patientengruppe ein verringertes Volumen der grauen Substanz in den Bereichen des anteromedialen Gyrus cinguli bis in den medialen präfrontalen Cortex reichend, bei denen aus der Literatur bereits eine besonde Anfälligkeit gegenüber chronischen Schmerzen und einer damit verbundenen Reduktion der grauen Substanz bekannt ist.
Background: Highly accurate detection of intracranial hemorrhages (ICH) on head computed tomography (HCT) scans can prove challenging at high-volume centers. This study aimed to determine the number of additional ICHs detected by an artificial intelligence (AI) algorithm and to evaluate reasons for erroneous results at a level I trauma center with teleradiology services.
Methods: In a retrospective multi-center cohort study, consecutive emergency non-contrast HCT scans were analyzed by a commercially available ICH detection software (AIDOC, Tel Aviv, Israel). Discrepancies between AI analysis and initial radiology report (RR) were reviewed by a blinded neuroradiologist to determine the number of additional ICHs detected and evaluate reasons leading to errors.
Results: 4946 HCT (05/2020-09/2020) from 18 hospitals were included in the analysis. 205 reports (4.1%) were classified as hemorrhages by both radiology report and AI. Out of a total of 162 (3.3%) discrepant reports, 62 were confirmed as hemorrhages by the reference neuroradiologist. 33 ICHs were identified exclusively via RRs. The AI algorithm detected an additional 29 instances of ICH, missed 12.4% of ICH and overcalled 1.9%; RRs missed 10.9% of ICHs and overcalled 0.2%. Many of the ICHs missed by the AI algorithm were located in the subarachnoid space (42.4%) and under the calvaria (48.5%). 85% of ICHs missed by RRs occurred outside of regular working-hours. Calcifications (39.3%), beam-hardening artifacts (18%), tumors (15.7%), and blood vessels (7.9%) were the most common reasons for AI overcalls. ICH size, image quality, and primary examiner experience were not found to be significantly associated with likelihood of incorrect AI results.
Conclusion: Complementing human expertise with AI resulted in a 12.2% increase in ICH detection. The AI algorithm overcalled 1.9% HCT.
Trial registration: German Clinical Trials Register (DRKS-ID: DRKS00023593).
Die periphere arterielle Verschlusskrankheit (paVK) ist ein in den Industrienationen zunehmendes Erkrankungsbild, bei der die radiologisch-interventionelle Therapie, insbesondere die perkutane transluminale Angioplastie (PTA) mit fakultativer Stentimplantation, eine wichtige Rolle spielt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung von 48 interventionellen Eingriffen mittels PTA und fakultativer Stentimplantation der unteren Extremität bei paVK-Patienten. Die in den Kontrolluntersuchungen nach 1, 3, 6 und 12 Monaten erhobenen Parameter wurden bezüglich der Offenheitsrate nach bis zu einem Jahr ausgewertet, wobei die Erhebung des Knöchel-Arm-Index, die Sonografie und das Krankheitsstadium eine wesentliche Rolle spielten. Des Weiteren wurde die subjektive Bewertung der Intervention durch die Patienten in Hinsicht auf die Zufriedenheit beurteilt. Die Studie zeigte einen primären Interventionserfolg von 89,5% der Fälle (PTA: 73,9%, PTA + Stent: 100%). Nach einem Jahr fand sich eine Offenheitsrate von 76,5%, wobei die alleinige PTA mit einer Offenheit von 84,6% überlag (PTA + Stent: 71,4%). Subjektiv lag eine Verbesserung des Allgemeinzustands in 77,2% aller Fälle nach einem Jahr vor. Ein Vergleich der Ergebnisse wird jedoch durch mangelnde allgemeine Studienstandards in der Literatur und den Einfluss unterschiedlicher Patientenklientel erschwert. Im Vergleich mit ähnlichen Studien zeigt sich ein im guten Mittelfeld liegendes Interventionsergebnis. Auch die positive Auswirkung auf die Lebensqualität ist in der Literatur vorbeschrieben. Eine weitere Standardisierung von Studienbedingungen erscheint jedoch zur besseren Vergleichbarkeit sinnvoll.
In der vorliegenden Arbeit wurden 14 humane, nicht-kleinzellige Tumoren enthaltende Lungenresektate in einem ex-vivo isolierten humanen Lungenperfusionsmodell (IHLP) unter annähernd physiologischen Bedingungen ventiliert und perfundiert. Unter diesen Bedingungen wurden die Laserablation der Tumoren und kontinuierliche invasive Temperaturmessungen in definierten Abständen von der Laserfaser durchgeführt. Während der Ablation wurden für festgelegte Zeiträume jeweils Perfusion oder Ventilation unterbunden, um so den Einfluss dieser Faktoren auf die Temperaturentwicklung im Tumor zu untersuchen. Nach Unterbrechung sowohl der Perfusion, als auch der Ventilation wurde in den 25 verwertbaren Messungen ein signifikanter Anstieg der gemessenen Temperaturen beobachtet. Außerdem kam es nach Wiedereinsetzen der Perfusion zu einem deutlichen Temperaturabfall. Dadurch konnte bestätigt werden, dass das bereits in der Leber beschriebene „Perfusion-mediated Cooling“ auch in der Lunge wirkt. Zusätzlich konnte hier gezeigt werden, dass auch die Ventilation die Temperaturentwicklung beeinflusst – durch das „Ventilation-mediated Cooling“. Beide Faktoren haben Auswirkungen auf das Ablationsergebnis und sollten somit bei der Planung und Durchführung von Laserablationen einbezogen werden.
Einleitung und Fragestellung:
Die dynamische kontrastmittelverstärkte MR-Mammografie besitzt eine hohe Sensitivität für die Entdeckung von Mammakarzinomen in frühen Stadien und wird zunehmend in der Diagnostik des Mammakarzinoms als auch als Screeningverfahren bei Hochrisikopatientinnen eingesetzt. Dabei kommt dem Kontrastmittelverhalten detektierter Läsionen als auch des Brustparenchyms eine zentrale Bedeutung zu.
In der vorliegenden Studie wurde die Variabilität der nativen Baseline T1w-Signalintensität (BSI) und des relativen Kontrastmittelenhancements (RCE) des gesundes Brustparenchyms in der dynamischen kontrastmittelgestützten MR-Mammographie innerhalb einer Bevölkerungsstudie untersucht und Prädiktoren auf deren Variabilität identifiziert. Es wurden der Einfluss anthropometrischer Parameter (Alter, Größe, Gewicht, BMI), des Menopausenstatus, exogener Hormone (orale Kontrazeptiva, postmenopausale Hormonersatztherapie) sowie der Einfluss früheren Stillverhaltens untersucht.
Methodik:
Im Rahmen eines Ganzkörper-MRT-Projektes innerhalb der Study of Health in Pomerania (SHIP) wurden 651 Frauen (mittleres Alter 48,96 Jahre ± 12,35 [Standardabweichung]) in eine kontrastmittelgestützte MR-Mammografie Substudie unter Verwendung einer T1-gewichteten, dreidimensionalen TWIST Sequenz vor und nach Injektion von 0,1 mmol/kg Körpergewicht Gadobutrol eingeschlossen. Nach Ausschluss von 192 (29,5%) Frauen aufgrund von früheren Brustkrebserkrankungen, Brustoperationen, vollständiger Parenchyminvolution oder Herdbefunden wurden die Daten von 459 (71,5%) Frauen analysiert. Davon waren 234 (51.0%) prämenopausal und 225 (49.0%) postmenopausal. 69 der prämenopausalen Frauen gaben an, orale Kontrazeptiva einzunehmen und 24 der postmenopausalen Frauen gaben an, eine Hormonersatztherapie anzuwenden.
Unter Verwendung der Mean-Curve Funktion der MRT-Workstation für die Mammadiagnostik wurde eine Freihand-Region-of-Interest (ROI) manuell so platziert, dass das gesamte fibroglanduläre Gewebe der Brust auf jeweils zwei Schichten oberhalb und unterhalb der Mamille eingeschlossen wurde. Eine Zeit-Signalintensitäts-Kurve wurde für die Zeitpunkte vor bzw. 1 bis 5 Minuten nach Gadobutrol-Injektion
generiert. Für die weiteren Analysen wurde das relative prozentuale Kontrastmittelenhancement (RCE) anhand der Formel RCE= [SI (t1-5) – SI (Baseline)] / SI (Baseline)* 100 berechnet, wobei SI (t1-5) die Signalintensität nach Gabe von Gadobutrol ist. Da der zeitliche Kontrastmittelverlauf in beiden Brüsten identisch war, wurde das mittlere RCE über beide Brüste in allen weiteren Analysen modelliert.
Ergebnisse:
Die BSI variierte erheblich zwischen den Probandinnen mit einem Mittelwert (Standardabweichung - SD) von 167,7 (±49,2) in der rechten Brust und einem Mittelwert (SD) von 175,9 (± 48,9) in der linken Brust (p < 0,001). Die BSI stieg linear mit dem Alter (p<0,001), dem Körpergewicht (p<0,001) und dem BMI (p<0,001) an und nahm linear mit der Körpergröße (p<0,001) ab. Postmenopausale Frauen hatten eine signi- fikant höhere BSI (p<0,001).
Die BSI und das RCE waren für alle Zeitpunkte in der rechten Brust signifikant nied- riger als in der linken Brust (p=0,001). Das RCE zeigte einen steigenden Verlauf, der mit zunehmender Zeit abschwächte. Es betrug zu den Zeitpunkten 1, 2, 3, 4 und 5 Minuten nach Kontrastmittelgabe 8,07%, 13,78%, 18,23%, 22,14% und 24,56%. Al- lerdings variierte das RCE stark zwischen den Probandinnen (p=0,001).
Das RCE nahm mit steigendem Körpergewicht signifikant zu (p=0,0001); je schwerer die Frau, desto steiler die Zunahme. Der Einfluss des Alters und der Menstruations-Zyklusphase auf das RCE des Brustparenchyms waren dagegen vernachlässigbar. Das RCE des gesunden Brustparenchyms war mit dem Menopausenstatus stark assoziiert (p=0,001). Das Brustparenchym prämenopausaler Frauen hatte initial eine niedrigere BSI (p=0,0001), aber anschließend ein im Mittel 30% steileres RCE (p<0,0001) im Vergleich zu dem postmenopausaler Frauen.
Während bei prämenopausalen Frauen das RCE des Brustparenchyms signifikant geringer unter der Einnahme oraler Kontrazeptiva (OC) im Vergleich zu Frauen ohne eine hormonelle Kontrazeption (p=0,01) war, hatte bei postmenopausalen Frauen eine Hormonersatztherapie keinen signifikanten Einfluss auf das RCE des Brustparenchyms HT (p=0,052).
Das RCE des Brustparenchyms war bei Frauen, die angaben gestillt zu haben signifikant höher als bei Frauen, die nicht gestillt haben (p=0,04), was sowohl bei prämenopausalen als auch bei postmenopausalen Frauen zu beobachten war.
Schlussfolgerung:
Die BSI und das RCE des gesunden Brustparenchyms variierten erheblich zwischen den Probandinnen einer populationsbasierten Kohortenstudie. Körpergewicht (p<0,001) und Alter (p<0,001) waren signifikante Prädiktoren der BSI; Menopausen- status (p<0,001) und Körpergewicht (p<0,001) signifikante Prädiktoren des RCE. Diese Prädiktoren könnten neben dem Kontrastmittelenhancement des gesunden Brustparenchyms auch die Analysen der Kontrastmittelkinetik von Brustläsionen beeinflussen. Daher sollten bei der Analyse dynamischer MR-Mammografien patientenbezogene Faktoren, insbesondere der Menopausenstatus und das Körpergewicht berücksichtigt werden.
Da die körpergewichtbezogene Erhöhung der absoluten Kontrastmittelmenge zu einer signifikanten Erhöhung des RCE im Brustparenchym führte, sollte die Kalkulation der Kontrastmitteldosis basierend auf dem absoluten Körpergewicht in der MR-Mammografie überdacht werden und alternative Berechnungen z.B. basierend auf dem mageren Körpergewicht (ohne Fettanteil) untersucht werden.
Da postmenopausale Hormonersatzpräparate keinen signifikanten Einfluss auf das RCE haben und prämenopausale orale Kontrazeptiva das RCE eher reduzieren, scheint ein Absetzen hormoneller Präparate vor einer MR-Mammografie-Untersuchung basierend auf den vorliegenden Daten nicht notwendig.
In zunehmendem Maße werden Thermoablationsverfahren, wie die laserinduzierte Thermotherapie und die Radiofrequenztherapie, zur Behandlung von primären und sekundären Lebertumoren eingesetzt. Im Falle einer Teilablation schließt sich häufig eine erneute Behandlung an. Deren Grundlage ist die sichere Darstellung und Lokalisation der vitalen Tumoranteile. Das Ziel dieser Arbeit war es, zunächst sonographische Merkmale thermoabladierter Lebertumore zu beschreiben, um auf dieser Grundlage Kriterien für die Beurteilung der Tumorvitalität hyper- und hypovaskularisierter Lebertumore zu definieren und die diagnostische Sicherheit der sonographischen Kontrolluntersuchung zu bestimmen. Es wurden zwischen Januar 2004 und Februar 2005 18 Tumorpatienten mit 21 Leberläsionen (4 x HCC, 12 x Metastase eines kolorektalen Karzinoms, 4 x Metastase eines Nierenzellkarzinoms, 1 x Metastase eines Magenkarzinoms) und 26 Thermoablativen Therapien untersucht. 1 bis 4 Tage vor der Thermoablation erfolgte die sonographische Voruntersuchung. 26 Ultraschallkontrollen wurden innerhalb der 1. Woche nach der Thermotherapie durchgeführt, 17 Kontrolluntersuchungen nach bis zu 6 Wochen (2. Kontrolle), 8 Kontrolluntersuchungen nach bis zu 3 Monaten (3. Kontrolle) und 3 Kontrolluntersuchungen nach bis zu 6 Monaten (4. Kontrolle). Die Ultraschallkontrollen erfolgten B-Bild-sonographisch, mit Hilfe der Dopplersonographie und dem kontrastmittelverstärktem Ultraschall mit SonoVue® in Phaseninversionstechnik. Untersucht wurden die Ultraschallmorphologie sowie die Vaskularisation der Läsionen. Die Untersuchung der Vaskularisation zur Tumorvitalitätsbeurteilung erfolgte für die hypervaskularisierten (Gruppe I) und hypovaskularisierten (Gruppe II) Lebertumore getrennt. Parallel durchgeführte KM-verstärkte CT- und MRT-Untersuchungen wurden von 2 erfahrenen Untersuchern im Konsens befundet, und dienten als Referenzstandard zur Bewertung der Ultraschallbefunde. Insgesamt konnten 54 sonographische Kontrolluntersuchungen differenziert ausgewertet werden. Die Auswertung bezog sich auf die einzelne Untersuchung, nicht auf Patienten insgesamt. Der Zusammenhang zwischen der Ultraschallmorphologie und der Tumorvitalität im Referenzstandard war nicht signifikant. In 6/10 Fällen mit inkompletter Ablation im Referenzstandard war die Koagulationsnekrose im Ultraschall postinterventionell größer als die vorbestehende Leberläsion. Im weiteren Verlauf zeigten die abladierten Läsionen bei vitalem Tumor im Referenzstandard in 7/15 Fällen eine Größenprogression, in 4/15 Fällen eine Größenkonstanz und in 4/15 Fällen eine Größenregression. Ein signifikanter Zusammenhang bestand zwischen der Vaskularisation in der Doppler- und der KM-Sonographie und der Tumorvitalität im Referenzstandard, unabhängig von der Gruppeneinteilung in hyper- und hypovaskularisierte Leberherde. In Gruppe I war in 10/13 Fällen und in Gruppe II in 8/12 Fällen ein dopplersonographisch hyperperfundierter Randbereich bei vitalem Tumor im Referenzstandard nachweisbar. Nach KM-Applikation zeigte sich ein hyperperfundierter Randbereich in Gruppe I in 10/13 Fällen und in Gruppe II in 9/12 Fällen. Unsere Untersuchungen ergaben, dass für präinterventionell hyper- und hypovaskularisierte Raumforderungen die gleichen Kriterien für die Erkennung von vitalen Tumoranteilen gelten. Kriterien für eine vollständige Ablation sind B-Bild-sonographisch eine induzierte Koagulationszone, die größer ist als der Indextumor, sowie eine Größenstabilität bzw. Größenregression im Verlauf. Weitere Kriterien sind eine Hypoperfusion dopplersonographisch, und nach KM-Gabe eine hyporeflexive Demarkierung in der arteriellen Phase bis hin zur Leberspätphase in gleicher Größe und Konfiguration. Kriterien für vitales Tumorgewebe (Tumorrestgewebe, Tumorrezidiv) sind B-Bild-sonographisch eine induzierte Koagulationszone, die nicht größer ist als der Indextumor, sowie eine Größenprogredienz im Verlauf. Weitere Kriterien sind ein hyperperfundierter Randbereich dopplersonographisch, und nach KM-Gabe ein hyperreflexives KM-Enhancement in der arteriellen Phase, ein iso- oder hyporeflexives KM-Enhancement in der portalvenösen Phase, und eine hyporeflexive Demarkierung in der Leberspätphase. Die Diagnostische Treffsicherheit auf Grundlage dieser Kriterien betrug für die B-Bild-Sonographie 61,1%, für die Dopplersonographie 87,8% und für die Kontrastmittelsonographie 88,7%.
Im Zeitraum von September 1997 bis Dezember 2008 wurden 3809 Patienten erfasst, die im Rahmen des klinikinternen Polytrauma-Algorithmus eine CT-Untersuchung erhielten. Bei 95 Patienten wurde der Verdacht auf eine Darm- und Mesenterialverletzung geäußert, diese Patienten wurden in die Studie eingeschlossen. Im klinischen Verlauf wurden 55 Patienten operiert, 40 Patienten wurden nicht operiert. Die initialen CT-Untersuchungen wurden retrospektiv unter dem Aspekt der in der Literatur genannten Zeichen einer DMV ausgewertet und die Treffgenauigkeit der CT-Zeichen in Bezug auf die Unterscheidung von operationspflichtigen und konservativ therapierbaren Verletzungen bestimmt. Freie Flüssigkeit ist dabei das einzige CT-Zeichen mit einer hohen Sensitivität (96%). Spezifische CT-Zeichen für eine operationspflichtige DMV sind extraluminale Luft (98%), mesenterialer Kontrastmittelaustritt (90%),pathologisches Darmwand-Enhancement (100%) und der Abbruch von Mesenterialgefäßen (97%). Diese Zeichen sind jedoch insgesamt selten nachweisbar. Es konnte kein CT-Zeichen identifiziert werden, das zugleich sensitiv und spezifisch ist. Es konnte keine Befundkombination identifiziert werden, die eine höhere Sensitivität oder Spezifität als die einzelnen CT-Zeichen aufweist. Patienten mit operationspflichtiger DMV haben signifikant mehr positive CT-Zeichen als die konservativ therapierten Patienten der Vergleichsgruppe. Der Verdacht auf eine operationspflichtige Darm- und Mesenterialverletzung kann geäußert werden, wenn in der initialen CT-Untersuchung eines der spezifischen CT-Zeichen oder mehr als 3 positive CT-Zeichen nachweisbar sind.
Kardiovaskuläre Erkrankungen stellen seit Jahrzehnten in Industrienationen, wie Deutschland, die Haupttodesursache dar.1–4 Verschiedene Parameter nehmen Einfluss auf die Prävalenz und Inzidenz von kardiovaskulären Erkrankungen, sowie auf die Zunahme von Wanddicken großer arterieller Gefäße. Die Wanddicke der Arterien (MAWT) wird als ein Surrogatmarker für die Arteriosklerose verwendet, und diesbezüglich verschiedene Gefäßabschnitte untersucht.21,22 Auch MRT-Untersuchungen erfolgten, in welchem der bisherige Goldstandard die Dark-Blood Sequenz war.33,35–37 In der klinischen Routine wird jedoch im Rahmen eines Kardio-MRT eine cine steady-state free precession(SSFP)- Sequenz verwendet.38,39 Das Ziel unserer Arbeit war es die Dark-Blood (DB)- Sequenz mit der cine (SSFP)- Sequenz mittels Inter- sowie Intrarater Reliabilität zu vergleichen, sowie altersabhängige und geschlechtsspezifische Standardwerte der Wanddicke der Aorta ascendens und descendens in der Allgemeinbevölkerung anhand von Daten der Study of Health in Pomerania (SHIP- Studie) zu bestimmen.
Methode: Für den Vergleich der beiden Sequenzen wurden beide Sequenzen an 50 Nicht-SHIP-Probanden, welche ein Kardio- MRT erhielten, generiert. Diese wurden anschließend von zwei Untersuchern (AQ und TS) bezüglich Interratersowie Intrarater Reliabilität auf Höhe der rechten Pulmonalarterie vermessen und ausgewertet. In der zweiten Publikation erfolgte die Messung der Aortenwanddicke, sowie die Korrelation mit dem Alter und dem Geschlecht an 753 Personen aus der SHIPStudie.
Ergebnisse: Die cine SSFP- Sequenz konnte im Vergleich zu der DB- Sequenz, bei einer hohen Inter- und Intrarater Reliabilität, zuverlässige und vergleichbare Messwerte liefern. Insgesamt zeigte sich, dass die mittlere Aortenwanddicke der Aorta ascendens (1.46 mm bei Frauen, 1.56 mm bei Männern) im Vergleich zur Aorta descendens (1.26 mm bei Frauen, 1.36 mm bei Männern) größer war. Zusätzlich konnte ein Anstieg der Wanddicke mit zunehmendem Alter, sowie eine Geschlechtsabhängigkeit der Wanddicke nachgewiesen werden. Männer haben im Vergleich zu Frauen eine dickere Gefäßwand in beiden untersuchten Gefäßabschnitten auf (p<0.001). In weiteren Auswertungen stellte sich eine gering höhere Abhängigkeit der zunehmenden Aortenwanddicke mit zunehmendem Alter bei dem männlichen Geschlecht dar.
Die Gruppe der Kinder und Jugendlichen stellt in der Radiologie die schwierigste Patientengruppe dar. Aufgrund ihrer hohen Strahlensensibilität, der alterstechnisch erschwerten Compliance und der hohen Variabilität der Anatomie muss der Strahlenschutz besonders ernst genommen werden. Röntgen-Thorax-Aufnahmen zählen zu den am höchsten frequentierten radiologischen Untersuchungen (2). Bereits 1996 wurde von der Europäischen Kommission Leitlinien (EUR 16261) zur radiologischen Untersuchung von pädiatrischen Patienten herausgegeben. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Realisierbarkeit dieser Vorgaben in der täglichen Routine einer universitären Kinderradiologie zu überprüfen.
Im Zeitraum eines Jahres (Juni 2014 bis Mai 2015) wurden 1238 routinemäßig angefertigte Röntgen-Thorax-Aufnahmen von 58 % männlichen und 42 % weiblichen Patienten mit einem mittleren Alter von 4,4 Jahren (0 bis 17 Jahren) ausgewertet. Berücksichtigt wurden anterior-posterior, sowie posterior-anterior, jedoch keine lateralen Aufnahmen. Die Auswertung erfolgte retrospektiv mittels eines semiautomatischen Qualitätskontrolltools, entwickelt von Sebastian Tschauner (45), basierend auf den Vorgaben der Europäischen Richtlinien (24).
Insgesamt konnten nur 4,4 % aller Aufnahmen alle Anforderungen der Leitlinien erfüllen. Der höchste Anteil (14,1 %) konnte dabei der Gruppe der „infant“ (1 12 Monate) zugeordnet werden. Hinsichtlich der Feldgröße konnte für 43,9 % der Aufnahmen eine zu große Feldgröße diagnostiziert werden, während bei 46,3 % zu weit eingeblendet wurde. Als optimal eingeblendet konnten 9,8 % der Aufnahmen eingestuft werden. Die diagnostische Verwertbarkeit lag insgesamt bei 99,8 %. Die mittlere Überbelichtung wurde mit 52,2 % (±29,2 %; min: 4,7 %; max: 325,6 %) über der idealen minimalen Feldgröße errechnet und konnte zusätzlich hinsichtlich des Gewebes (41,5 %) differenziert werden. Die Erfüllung der diagnostischen Qualitätskriterien der Europäischen Richtlinien konnte außer für die Punkte Aufnahme in Inspiration und ohne Rotation und Neigung sonst für über 90 % der Fälle erfüllt werden. Für beide Kriterien konnte altersabhängig eine nahezu lineare Verbesserung beobachtet werden (Aufnahme in Inspiration: „newborn“ – 21,2 %; „early adolescentes“ – 81,6 %). Weiterhin erfolgte eine differenzierte Auswertung der Aufnahmen hinsichtlich des Arbeitsplatzes. Unterschieden wurden Bilder des Instituts für diagnostische Radiologie, der pädiatrischen Intensivstation, sowie der neonatologischen Intensivstation. Die mittlere Überbelichtung im Relation zur minimalen Feldgrößen wurde für die KIN-ITSN am höchsten errechnet (69,6 %), gefolgt von KIN-ITS (56,7 %) und dem Institut für diagnostische Radiologie (44,6 %). Der Anteil an der Anzahl der korrekten Aufnahmen betrugt für die neonatologische und pädiatrische Intensivstation je 36,4 % bzw. 7,3 %, sowie für das Institut für diagnostische Radiologie 56,4 %.
Anhand der vorliegenden Dissertation werden die besonderen Funktionen der linken
anterioren Inselregion des Menschen bei emotionaler Erregung anhand einer Fall-Kontroll-
Studie veranschaulicht. Es wurde dabei die Reaktion auf akustische Chill-induzierende Stimuli bei einer Patientin mit linkshemisphärischer Inselläsion nach Schlaganfall der A. cerebri media untersucht. Eine Läsion dieser Art lies eine Beeinträchtigung der körperlichen, also objektiven Reaktion des Chill-Erlebnisses erwarten, die kognitiven Aspekte der Chill-Verarbeitung sollten jedoch nicht beeinflusst werden. Mithilfe von funktionalen Bildgebungsdaten mittels fMRT konnte die assoziierte kortikale Aktivierung beim Hören von angenehmen und unangenehmen auditiven Stimuli untersucht werden.
Als physiologische Reaktion auf diese Stimuli wurde die Änderung der elektrodermalen Aktivität (SCR) erfasst. Eine subjektive Komponente konnte durch verbale Angaben ergänzt werden. Diese Daten wurden mit jenen einer geeigneten gesunden Kontrollprobandin verglichen.
Die Ergebnisse der Patientin zeigten eine deutliche Diskrepanz zwischen der objektiven und
subjektiven Komponente mit ausbleibendem Anstieg der SCR bei gleichzeitiger subjektiver
Angabe einer Chill-Reaktion. Es zeigte sich somit eine vergleichbare Schätzung des subjektiv
wahrnehmbaren Gänsehautempfindens, jedoch eine Verringerung objektiver Parameter bei
sowohl angenehmen, als auch unangenehmen akustischen Reizen auf Seiten der Patientin und deuten auf die Kompensation im Rahmen eines neuronales Netzwerks der Emotionsverarbeitung hin.
Dementsprechend fand sich bei unserer Patientin im Gegensatz zur gesunden Probandin
eine positive Korrelation zwischen SCR und der Intensitätseinschätzung des eigenen Chills. Aversive Stimuli lösten dabei deutlich häufiger eine Reaktion aus.
Psychophysiologische Unterschiede zwischen den Probandinnen gingen mit Veränderungen
funktioneller Repräsentation bei Hören von Musik einher. Der AIC und BA 44/45 zeigten bei
MC nur innerhalb der rechten Hemisphäre relevante Aktivierungen, anteriore Teile von BA 8/9und 46/47 waren dagegen bihemisphärisch gleichermaßen aktiv. Diese Ergebnisse ließen auf eine erhaltene auditive Erkennung und ein intaktes Arbeitsgedächtnis hindeuten, die eine adäquate Evaluation der Stimuli ermöglichen, während der betroffene AIC die physiologischen Reaktionen vermindert.
Somit konnten die Chill-Parameter bei der Vergleichsprobandin sowohl auf subjektiver als
auch auf objektiver Ebene hochpositive Assoziationen zeigen, während sie bei der Patientin
stark dissoziierten. Die vorliegende Einzelfallstudie demonstriert eindrücklich die
unabdingbare Rolle des linken AIC für Chill-Erlebnisse.
Mit dieser Fallstudie konnten aufgezeigt werden, wie körperliche Reaktion und kognitive
Bewertung differenziert am internen Monitor der Chill-Reaktion teilnehmen.
Dieser Dissertation liegt eine Publikation zugrunde, die in einem renommierten
neurowissenschaftlichen Journal veröffentlicht wurde.
Psychophysiologische Unterschiede zwischen den Probandinnen gingen mit Veränderungen funktioneller Repräsentation bei Hören von Musik einher. Der AIC und BA 44/45 zeigten bei der Patientin nur innerhalb der rechten Hemisphäre relevante Aktivierungen, anteriore Teile von BA 8/9 und 46/47 waren dagegen bihemisphärisch gleichermaßen aktiv. Diese Ergebnisse ließen auf eine erhaltene auditive Erkennung und ein intaktes Arbeitsgedächtnis hindeuten, die eine adäquate Evaluation der Stimuli ermöglichen, während der betroffene AIC die physiologischen Reaktionen vermindert.
Somit konnten die Chill-Parameter bei der Vergleichsprobandin sowohl auf subjektiver als auch auf objektiver Ebene hochpositive Assoziationen zeigen, während sie bei der Patientin stark dissoziierten. Die vorliegende Einzelfallstudie demonstriert eindrücklich die unabdingbare Rolle des linken AIC für Chill-Erlebnisse.
Durch die Nutzung der funktionellen Bildgebung konnten auch erstmals Aussagen darüber gemacht werden, welche Hirnregionen möglicherweise kompensatorische Leistungen übernehmen. Hierbei wurden die neuronalen Grundlagen der Enkodierung und Kategorisierung emotionaler Reize, sowie die Rolle der Interozeption von Körpersignalen beim Erleben emotionaler Zustände anhand einer Fall-Kontroll-Studie einer Patientin mit Schlaganfall der A. cerebri media untersucht. Akustische Reize wurden hierbei genutzt, um Emotionen auszulösen und das so genannte Chill-Erleben, um diese Emotionen messbar zu machen.
Faces and voices are very important sources of threat in social anxiety disorder (SAD), a common psychiatric disorder where core elements are fears of social exclusion and negative evaluation. Previous research in social anxiety evidenced increased cerebral responses to negative facial or vocal expressions and also generally increased hemodynamic responses to voices and faces. But it is unclear if also the cerebral process of face-voice-integration is altered in SAD. Applying functional magnetic resonance imaging, we investigated the correlates of the audiovisual integration of dynamic faces and voices in SAD as compared to healthy individuals. In the bilateral midsections of the superior temporal sulcus (STS) increased integration effects in SAD were observed driven by greater activation increases during audiovisual stimulation as compared to auditory stimulation. This effect was accompanied by increased functional connectivity with the visual association cortex and a more anterior position of the individual integration maxima along the STS in SAD. These findings demonstrate that the audiovisual integration of facial and vocal cues in SAD is not only systematically altered with regard to intensity and connectivity but also the individual location of the integration areas within the STS. These combined findings offer a novel perspective on the neuronal representation of social signal processing in individuals suffering from SAD.
Background: Magnetic resonance imaging (MRI) techniques are rarely used in the context of abdominal sepsis and in sepsis research. This study investigates the impact of MRI for monitoring septic peritonitis in an animal model (colon ascendens stent-induced peritonitis, CASP). The CASP model closely mimics that of human disease and is highly standardized. The most frequently employed readout parameter in mouse CASP studies is prolonged or decreased rate of survival. Monitoring the progression of peritonitis via MRI could provide a helpful tool in the evaluation of severity. The use of alternative readout systems could very well reduce the number of research animals. Perspectively, clinical improvement after certain treatment could be classified. Methods: This study describes for the first time MRI findings following the induction of septic peritonitis in mice using the CASP model. Two sublethal groups of mice with septic peritonitis were investigated. Each had received one of two differing stent diameters in order to control the leakage of feces into the abdominal cavity. Each mouse served as its own control. Imaging and analyses were performed blinded. Gut diameters, stomach volume, abdominal organ wall diameters, and volume of the adrenal glands were measured. Serum corticosterone levels were detected using ELISA. Serum IL-6, TNF-α, IL-1β, and IL-10 levels were screened by cytometric bead array. Statistical analysis was performed using the Mann-Whitney U test for nonparametric probes and the Kruskal-Wallis and t tests. Results: Using a 7-tesla MRI scanner 24 and 48 h after induction of septic peritonitis, interenteric fluid, organ swelling of spleen and adrenal glands, as well as dilatation of the stomach were compared to nonseptic conditions. Swelling of adrenal glands resulted in an increased serum corticosterone level. In addition, the wall of the intestine bowel was thickened. Based upon these findings, an MRI score (MRI sepsis score, MSS) for abdominal sepsis in mice was established. Reduced stent sizes led to reduced severity of the abdominal sepsis, which could be reproduced in the MSS, which is described here for the first time. Conclusions: Intraabdominal variations during septic peritonitis are detectable by MRI techniques. MRI methods should become a more important tool for the evaluation of abdominal peritonitis. MSS could provide an interesting tool for the evaluation of therapeutic strategies.
Background: Magnetic resonance imaging (MRI) techniques are rarely used in the context of abdominal sepsis and in sepsis research. This study investigates the impact of MRI for monitoring septic peritonitis in an animal model (colon ascendens stent-induced peritonitis, CASP). The CASP model closely mimics that of human disease and is highly standardized. The most frequently employed readout parameter in mouse CASP studies is prolonged or decreased rate of survival. Monitoring the progression of peritonitis via MRI could provide a helpful tool in the evaluation of severity. The use of alternative readout systems could very well reduce the number of research animals. Perspectively, clinical improvement after certain treatment could be classified. Methods: This study describes for the first time MRI findings following the induction of septic peritonitis in mice using the CASP model. Two sublethal groups of mice with septic peritonitis were investigated. Each had received one of two differing stent diameters in order to control the leakage of feces into the abdominal cavity. Each mouse served as its own control. Imaging and analyses were performed blinded. Gut diameters, stomach volume, abdominal organ wall diameters, and volume of the adrenal glands were measured. Serum corticosterone levels were detected using ELISA. Serum IL-6, TNF-α, IL-1β, and IL-10 levels were screened by cytometric bead array. Statistical analysis was performed using the Mann-Whitney U test for nonparametric probes and the Kruskal-Wallis and t tests. Results: Using a 7-tesla MRI scanner 24 and 48 h after induction of septic peritonitis, interenteric fluid, organ swelling of spleen and adrenal glands, as well as dilatation of the stomach were compared to nonseptic conditions. Swelling of adrenal glands resulted in an increased serum corticosterone level. In addition, the wall of the intestine bowel was thickened. Based upon these findings, an MRI score (MRI sepsis score, MSS) for abdominal sepsis in mice was established. Reduced stent sizes led to reduced severity of the abdominal sepsis, which could be reproduced in the MSS, which is described here for the first time. Conclusions: Intraabdominal variations during septic peritonitis are detectable by MRI techniques. MRI methods should become a more important tool for the evaluation of abdominal peritonitis. MSS could provide an interesting tool for the evaluation of therapeutic strategies.