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Zielstellung: In dieser prospektiven Arbeit überprüften wir, ob ein sequenzbasierter Softwarealgorithmus zur Geräuschreduktion in der Magnetresonanztomographie (MRT) einen Einfluss auf die Bildqualität und das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) besitzt.
Material und Methoden: Einunddreißig Patienten, 18 Männer, 13 Frauen, Durchschnittsalter 58,3 ± 14,5 Jahren, unterzogen sich einer indizierten, kranialen MRT-Bildgebung. Das Sequenzprotokoll schloss FLAIR-Sequenzen ein, welche mit identischen Scanparametern jeweils mit und ohne Anwendung des Softwarealgorithmus Quiet Suite (QS) (Siemens Healthcare) angefertigt wurden. Mit Hilfe eines Schalldruckpegelmessgerätes (Testo, Typ 815) wurden die maximalen Lautstärkepegel für beide Sequenzen im Untersuchungsraum ermittelt. Es erfolgte die subjektive Beurteilung der Bildqualität auf einer Fünf-Punkte-Skala (1 sehr gut - 5 inadäquat) durch zwei Radiologen unabhängig voneinander. Separat wurde das SNR für die graue Hirnsubstanz, weiße Hirnsubstanz und den Liquor für beide Sequenzen ermittelt. Zusätzlich erfolgte die Auswertung von Detektionsraten pathologischer Läsionen innerhalb der weißen Hirnsubstanz jeweils mit und ohne Verwendung von QS. Die statistische Analyse mit dem Vergleich beider Sequenzen erfolgte mittels Mann-Whitney-U-Test.
Ergebnisse: Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung von QS die Schalldruckpegelspitzen signifikant reduziert (83,5 ± 7,3 dB(A) versus 81,5 ± 7,5 dB(A) mit QS, p ≤ 0,017). Hinsichtlich der Beurteilung der subjektiven Bildqualität wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Befundern ermittelt (Befunder 1: 2,03/2,07, p = 0,730; Befunder 2: 1,98/2,10, p = 0,362). QS führte für ausgewählte Bereiche zu einem Anstieg des SNR (graue Substanz, p ≤ 0,001; weiße Substanz p = 0,006). Die Detektionsraten von suspekten Läsionen innerhalb der weißen Substanz zeigten keine signifikanten Unterschiede unter Verwendung von QS (Befunder 1, p = 0,944; Befunder 2, p = 0,952).
Schlussfolgerungen: Sequenzbasierte Softwarealgorithmen, wie QS, besitzen das Potential die Schalldruckpegelspitzen in der MRT signifikant zu reduzieren ohne die subjektive Bildqualität zu kompromittieren oder die diagnostische Genauigkeit zu gefährden.
Based on the latest gnomAD dataset, the prevalence of symptomatic hereditary cerebral cavernous malformations (CCMs) prone to cause epileptic seizures and stroke-like symptoms was re-evaluated in this review and calculated to be 1:5,400-1:6,200. Furthermore, state-of-the-art molecular genetic analyses of the known CCM loci are described which reach an almost 100% mutation detection rate for familial CCMs if whole genome sequencing is performed for seemingly mutation-negative families. An update on the spectrum of CCM1, CCM2, and CCM3 mutations demonstrates that deep-intronic mutations and submicroscopic copy-number neutral genomic rearrangements are rare. Finally, this review points to current guidelines on genetic counselling, neuroimaging, medical as well as neurosurgical treatment and highlights the formation of active patient organizations in various countries.
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.
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.
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.
Ductal Mucus Obstruction and Reduced Fluid Secretion Are Early Defects in Chronic Pancreatitis
(2018)
Objective: Defective mucus production in the pancreas may be an important factor in the initiation and progression of chronic pancreatitis (CP), therefore we aimed to (i) investigate the qualitative and quantitative changes of mucus both in human CP and in an experimental pancreatitis model and (ii) to correlate the mucus phenotype with epithelial ion transport function.
Design: Utilizing human tissue samples and a murine model of cerulein induced CP we measured pancreatic ductal mucus content by morphometric analysis and the relative expression of different mucins in health and disease. Pancreatic fluid secretion in CP model was measured in vivo by magnetic resonance cholangiopancreatography (MRCP) and in vitro on cultured pancreatic ducts. Time-changes of ductal secretory function were correlated to those of the mucin production.
Results: We demonstrate increased mucus content in the small pancreatic ducts in CP. Secretory mucins MUC6 and MUC5B were upregulated in human, Muc6 in mouse CP. In vivo and in vitro fluid secretion was decreased in cerulein-induced CP. Analysis of time-course changes showed that impaired ductal ion transport is paralleled by increased Muc6 expression.
Conclusion: Mucus accumulation in the small ducts is a combined effect of mucus hypersecretion and epithelial fluid secretion defect, which may lead to ductal obstruction. These results suggest that imbalance of mucus homeostasis may have an important role in the early-phase development of CP, which may have novel diagnostic and therapeutic implications.
Arm Ability Training (AAT) has been specifically designed to promote manual dexterity recovery for stroke patients who have mild to moderate arm paresis. The motor control problems that these patients suffer from relate to a lack of efficiency in terms of the sensorimotor integration needed for dexterity. Various sensorimotor arm and hand abilities such as speed of selective movements, the capacity to make precise goal-directed arm movements, coordinated visually guided movements, steadiness, and finger dexterity all contribute to our “dexterity” in daily life. All these abilities are deficient in stroke patients who have mild to moderate paresis causing focal disability. The AAT explicitly and repetitively trains all these sensorimotor abilities at the individual's performance limit with eight different tasks; it further implements various task difficulty levels and integrates augmented feedback in the form of intermittent knowledge of results. The evidence from two randomized controlled trials indicates the clinical effectiveness of the AAT with regard to the promotion of “dexterity” recovery and the reduction of focal disability in stroke patients with mild to moderate arm paresis. In addition, the effects have been shown to be superior to time-equivalent “best conventional therapy.” Further, studies in healthy subjects showed that the AAT induced substantial sensorimotor learning. The observed learning dynamics indicate that different underlying sensorimotor arm and hand abilities are trained. Capacities strengthened by the training can, in part, be used by both arms. Non-invasive brain stimulation experiments and functional magnetic resonance imaging data documented that at an early stage in the training cortical sensorimotor network areas are involved in learning induced by the AAT, yet differentially for the tasks trained. With prolonged training over 2 to 3 weeks, subcortical structures seem to take over. While behavioral similarities in training responses have been observed in healthy volunteers and patients, training-induced functional re-organization in survivors of a subcortical stroke uniquely involved the ipsilesional premotor cortex as an adaptive recruitment of this secondary motor area. Thus, training-induced plasticity in healthy and brain-damaged subjects are not necessarily the same.
Background: Biomarkers for gains of evidence based interventions for upper limb motor training in the subacute stage following stroke have rarely been described. Information about these parameters might help to identify patients who benefit from specific interventions and to determine individually expected behavioral gains for a certain period of therapy.
Objective: To evaluate predictors for hand motor outcome after arm ability training in the subacute stage after stroke selected from known potentially relevant parameters (initial motor strength, structural integrity of the pyramidal tract and functional motor cortex integrity).
Methods: We applied the arm ability training (AAT) over 3 weeks to a subpopulation of stroke patients with mild arm paresis, i.e., in 14 patients on average 4 weeks after stroke. The following biomarkers were measured before therapy onset: grip strength on the affected hand, transcranial magnetic stimulation recruitment curve steepness over the primary motor hand area [slope ratio between the ipsilesional hemisphere (IH) and contralesional hemisphere (CH)], and diffusion weighted MRI fractional anisotropy (FA) in the posterior limb of the internal capsule (PLIC; determined as a lateralization index between IH and CH). Outcome was assessed as the AATgain (percentage improvement over training). The “Test d'Evaluation des Membres Supérieurs de Personnes Âgées” (TEMPA) was assessed before and after training to test for possible associations of AAT with activity of daily living.
Results: A stepwise linear regression identified the lateralization index of PLIC FA as the only significant predictor for AAT-gain (R2 = 0.519; P = 0.029). AAT-gain was positively associated (r = 0.59; P = 0.028) with improvement in arm function during daily activities (TEMPA).
Conclusions: While all mildly affected patients achieved a clinically relevant therapeutic effect, pyramidal tract integrity nevertheless had a modifying role for clinical benefit.