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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 Arbeit war es, die arteriellen Gefäßdurchmesser der gesamten arteriellen Becken-Bein-Strombahn zu ermitteln und mit personenbezogenen Faktoren und kardiovaskulären Risikofaktoren zu korrelieren. Weiterhin sollte die Prävalenz von Gefäßstenosen aufgezeigt und die Verteilung der arteriellen Abgangsvarianten des Unterschenkels untersucht werden. Als Untersuchungsmethode kam die kontrastmittelgestützte MRA zum Einsatz. Das Kollektiv setzte sich aus 770 männlichen Probanden der SHIP-Studie zusammen Die Gefäßdurchmesser der Becken-Bein-Strombahn wurden in neun Segmenten bestimmt. Der Arteriendurchmesser des untersuchten Kollektivs nahm von proximal nach distal ab. Es zeigte sich eine Korrelation des Durchmessers mit der Körperoberfläche. Je größer die Köperoberfläche war, desto größer waren die Durchmesser der arteriellen Gefäße. Auch ein höheres Lebensalter war mit einem größeren Gefäßdurchmesser assoziiert. Die kardiovaskulären Risikofaktoren wie Nikotinabusus, hohes LDL-Cholesterin und hoher systolischer Blutdruck führten zur Verkleinerung des Gefäßdurchmessers. Ein hoher HDL-Cholesterinwert führte zur Zunahme des Durchmessers. Im gesamten Kollektiv traten Gefäßstenosen mit einer Prävalenz von 7,35 % auf. Am häufigsten waren diese in den Arterien des Unterschenkels lokalisiert. Erstmalig traten Stenosen in der vierten Lebensdekade auf. Die Stenoserate stieg dann altersabhängig an und lag in der neunten Lebensdekade bei 33 %. Abweichend vom häufigsten Typ 1A der Gefäßaufteilung in der Unterschenkelstrombahn kamen Varianten in 11 % der Fälle vor. Dabei lag in 85 % der Fälle dieselbe Abgangsvariante in beiden Beinen vor. In der vorliegenden Arbeit wurden zum ersten Mal die Durchmesser der Arterien der gesamten Becken-Bein-Strombahn simultan in allen Gefäßsegmenten vermessen und auf Einflussgrößen untersucht.
Zielstellung: Untersuchung der Durchführbarkeit der Gadolinium-EOB-DTPA-verstärkten Magnetresonanz (MRT)-Cholangiographie bei Patienten mit chronisch obstruktiven cholestatischen Erkrankungen der Gallenwege in der klinischen Untersuchungsroutine. Material und Methoden: In die retrospektive Studie eingeschlossen waren 23 Patienten mit Gallengangsdilatationen und 10 gesunde Probanden. Bei allen war zuvor eine Gadolinium-EOB-DTPA-verstärkte MRT der Leber erfolgt. Gadolinium-EOB-DTPA wurde in der Standardkonzentration von 0,025 mmol/kg/Körpergewicht (0,1 ml/kg/KG) in einer einmaligen Bolusinjektion appliziert. Es erfolgte eine Region of Interest (ROI)-basierte Messung der mittleren Anreicherung der dilatierten Gallengänge der Patienten und des Ductus choledochus in der Kontrollgruppe für die nativen Serien sowie für die hepatobiliären Phasen nach der Kontrastmittelapplikation. Ergebnisse: Es erfolgte der direkte Vergleich der mittleren Kontrastmittelanreicherung der Gallengänge während der hepatobiliären Phasen zwischen Patienten mit Gallenwegsdilatationen (0,1 ± 0,3 au) und gesunden Probanden (4,7 ± 2,2 arbitrary units (au)). Dabei zeigte sich eine signifikant geringere oder gänzlich fehlende Anreicherung von Gadolinium-EOB-DTPA in dilatierten Gallenwegen innerhalb des in der klinischen Untersuchungsroutine verfügbaren Zeitfensters (p = 0,001). Schlussfolgerung: Die klinische Standard MRT-Cholangiographie mit Gadolinium-EOB-DTPA als Kontrastmittel ist keine geeignete Technik zur Beurteilung des Gallensystems bei Cholestase, aufgrund einer veränderten biliären Exkretion von Gadolinium-EOB-DTPA bei Patienten mit chronisch obstruktiven biliären Erkrankungen.
In der vorliegendenen Studie wurden Prädiktoren für technischen Erfolg und Komplikationsrate bei CT-gestützten perkutanen transthorakalen Lungenbiopsien malignitätssuspekter Tumoren untersucht. Dafür wurden retrospektiv von 2008 bis 2009 Daten von Lungenbiopsien in unserem Institut ausgewertet. Der Einfluß auf technischen Erfolg und die Komplikationsrate wurde hinischtlich interventionsassoziierter Faktoren (Läsionsdurchmesser, Zugangsweglänge, Pleurapassagen und Stanzbiopsienadelgröße), patientenassoziierter Faktoren (Alter, Geschlecht, emphysematische Veränderungen) untersucht. Weiterhin wurde der Einfluss des interventionellen Radiologen evaluiert. In die Auswertung eingeschlossen wurden 138 Patienten, welche von 15 verschiedenen interventionellen Radiologen bioptiert wurden. Die technische Erfolgsrate betrug 84,1% und war signifikant unterschiedlich zwischen den interventionellen Radiologen (Spannweite 25-100%; p<0,01). Interventionsassoziierte und patientenassoziierte Prädiktoren hatten keinen Einfluss auf die technische Erfolgsrate. Die Rate der Gesamtkomoplikationen betrug 59.4% mit 39,1% Minorkomplikationen und 21,0% Majorkomplikationen. Die Komplikationsrate wurde vom Läsionsdurchmesser und der Zugangsweglänge beeinflusst. Interventionalistenassoziierte Einflussgrößen waren ohne Signifikanz.
Ziel: Es soll die Haeufigkeit von Pankreasgangvarianten und ihre klinische Relevanz in einer epidemiologischen Kohortenstudie unter Nutzung der nicht-invasiven sekretinstimulierten Magnet-Resonanz-Cholangio-Pancreatographie (sMRCP) untersucht werden. Material und Methoden: 995 Freiwillige, 457 Frauen und 538 Maenner, wurden prospektiv mittels sMRCP untersucht. Hierbei wurde eine Navigator-getriggerte T2-gewichtete 3D-Turbo-Spin-Echo-MRCP nach der Gabe von 1 IE/kg Sekretin an einem 1,5-Tesla-MR-Tomographen erstellt. Zwei Reader evaluierten die Bilddaten auf ihre anatomischen Pankreasgangvarianten. Zusaetzlich wurden die exokrine Pankreasfunktion sowie morphologische Zeichen einer chronischen Pankreatitis wie Anomalitaeten des Hauptganges, Seitenasterweiterungen und Parenchymzysten untersucht und mit den Gangvarianten korreliert. Ergebnis: 93,2% aller sMRCP waren von diagnostischer Bildqualitaet. Invariante Pankreasgangtypen wurden in 90,4% (n=838/927) der Faelle beobachtet. Ein Pancreas divisum fand sich in 9,6% (n=89/927). Anomalitaeten des Hauptpankreasganges, Seitenasterweiterungen und Parenchymzysten fanden sich in 2,4%, 16,6% und 27,7% der Faelle und waren nicht signifikant haeufiger bei Vorliegen eines Pancreas divisum (p=0,122; p=0,152; p=0,741). Des Weiteren fand sich keine Assoziation zwischen den Pankreasgangvarianten und einer Einschraenkung der exokrinen Pankreasfunktion (p=0,367). Schlussfolgerung: Die sMRCP ermoeglicht die Bestimmung der Haeufigkeit von anatomischen Pankreasgangvarianten einschließlich des Pancreas divisum. Das Pancreas divisum ist nicht mit den morphologischen Zeichen einer chronischen Pankreatitis oder einer Einschraenkung der exokrinen Pankreasfunktion assoziiert.
Zielstellung: In dieser Machbarkeitsstudie soll gezeigt werden, dass die Leberfettquantifizierung am 7 Tesla-MRT durch Bestimmung der Proton-Density Fettfraktion (PDFF) möglich ist. Zusätzlich werden zwei Rekonstruktionsverfahren zur Berechnung der PDFF verglichen. Material und Methoden: In einem 7 Tesla Kleintier-MRT wurde die PDFF von 15 leptindefizienten ob/ob-Mäusen und 8 Kontrolltieren bestimmt. Die PDFF wurde mit zwei anerkannten Rekonstruktionsverfahren, der magnitudenbasierten Rekonstruktion und der komplexen Rekonstruktionstechnik bestimmt. Die ermittelten Fettgehalte beider Rekonstruktionen wurden miteinander verglichen (Passing- Bablok-Regressionsanalyse und Bland-Altman-Analyse) und dem Goldstandard, der Histopathologie, gegenübergestellt (lineare Regression). Ergebnisse: Die PDFFs beider Rekonstruktionsverfahren lieferten unterschiedliche Ergebnisse (mittlere Abweichung 5,7 ± 3,82%). Visuell waren die PDFF-Karten der komplexen Daten durch störende Artefakte überlagert, welche möglicherweise zu einer Fehleinschätzung des Fettgehaltes führen. Es besteht ein linearer Zusammenhang zwischen der PDFF und der Histopathologie für die magnitudenbasierte Rekonstruktion (R2= 0,806) und auch für die komplexe Rekonstruktion (R2= 0,770). Schlussfolgerungen: Die Leberfettquantifizierung ist mit Bestimmung der PDFF am 7 Tesla Hochfeld-MRT möglich. Die PDFF berechnet aus den Magnitudendaten ist der PDFF berechnet aus den komplexen Daten vorzuziehen, da diese subjektiv weniger anfällig für Artefakte ist.
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.
Die Beziehung zwischen struktureller und funktioneller Integrität absteigender motorischer Bahnen kann helfen, das rehabilitative Potential bei Patienten mit erstmaligem subkortikalen Schlaganfall einzuschätzen. Wir untersuchten 14 Patienten im chronischen Stadium nach subkortikalem Schlaganfall mittels funktionellem MRT, DTI und TMS und verglichen die Ergebnisse unterschiedlich komplexer motorischer Paradigmen mit einer Gruppe von 24 gesunden Probanden gleichen Alters. Die Ergebnisse lassen auf einen der Wiederherstellung der Handfunktion nach Schlaganfall dienlichen Effekt sekundär motorischer Areale der kontraläsionalen Hemisphäre bei stärkerer Schädigung corticospinaler Bahnen schließen.