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Der menschliche inferiore Parietallappen (IPC) gehört zum Assoziationskortex und spielt eine wichtige Rolle bei der Integration von somatosensorischen (taktilen), visuellen und akustischen Reizen. Bisher gibt es keine eindeutigen Informationen über den strukturellen Aufbau dieser Hirnregion. Parzellierungen anhand der Zytoarchitektur reichen von zwei (Brodmann 1909) bis sieben Subareale (Caspers et al. 2006). Homologien zwischen dem IPC des Menschen und Makaken-Affen sind weitestgehend unbekannt. In der vorliegenden Arbeit wurden der Aufbau und die Konnektivitäten des menschlichen IPC genauer untersucht. Dazu führte man eine konnektivitätsbasierte Parzellierung des IPC an 20 Probanden durch. Als Methode kam Diffusions-Tensor-Imaging (DTI) kombiniert mit probabilistischer Traktogra-phie zum Einsatz. Der IPC konnte anhand der Konnektivitäten in drei Subareale (IPCa, IPCm, IPCp) parzelliert werden. Diese besitzen in beiden Hemisphären eine ähnliche Größe und eine rostro-kaudale Anordnung. Die Parzellierung ist vergleichbar mit der des Makaken-IPC, bei dem ebenfalls eine Unterteilung in drei Areale (PF, PFG, PG) und eine rostro-kaudale Anordnung nachgewiesen werden konnte. Jedes Subareal des menschlichen IPC besitzt ein individuelles Konnektivitätsmuster. Beim Menschen als auch beim Makaken gibt es starke Verbindungen zum lateralen prämotorischen Kortex und zum superioren Parietallappen. Diese Gemeinsamkeiten lassen darauf schließen, dass strukturelle Eigenschaften im Laufe der Evolution erhalten geblieben sind. Allerdings sind beim Menschen auch Neuentwicklungen nachweisbar. Dazu gehören die deutlich hervortretenden Verbindungen zum Temporallappen. Möglicherweise haben sich diese erst während der Evolution entwickelt und sind beim Menschen als Teil des perisylvischen Sprachnetzwerkes an der Sprachbildung beteiligt. / The human inferior parietal cortex convexity (IPCC) is an important association area, which integrates auditory, visual and somatosensory information. However, the structural organization of the IPCC is a controversial issue. For example, cytoarchitectonic parcellations reported in the literature range from two to seven areas. Moreover, anatomical descriptions of the human IPCC are often based on experiments in the macaque monkey. In this study we used diffusion-weighted magnetic resonance imaging (dMRI) combined with probabilistic tractography to quantify the connectivity of the human IPCC, and used this information to parcellate this cortex area. This provides a new structural map of the human IPCC, comprising three sub-areas (IPCa, IPCm, IPCp) of comparable size, in a rostro-caudal arrangement in the left and right hemisphere. Each sub-area is characterized by a connectivity fingerprint and the parcellation is similar to the subdivision reported for the macaque IPCC (rostro-caudal areas areas PF, PFG, and PG). However, the present study also reliably demonstrates new structural features in the connectivity pattern of the human IPCC, which are not known to exist in the macaque. This study quantifies inter-subject variability by providing a population representation of the sub-area arrangement, and demonstrates substantial lateralization of the connectivity patterns of IPCC.

Eight carriers of the A3243G mutation of mitochondrial DNA without stroke-like episodes were monitored for up to 7 years in clinical and metabolic studies, by magnetic resonance imaging (MRI) and positron emission tomography (PET). None developed mitochondrial encephalopathy (MELAS), but 2 developed diabetes mellitus, 1 terminal kidney failure and 2 cardiomyopathy. One patient improved markedly under ubiquinone. Electroencephalography showed progressive slowing in 2 cases, but electrophysiological tests and MRI were otherwise noncontributary. PET showed widespread cortical and basal ganglion metabolic deficits in 6 cases. We conclude that internal medical complications are more common than MELAS in adult carriers of the mutation. PET findings, firstly reported in such patients, suggest that chronic subclinical encephalopathy is very frequent, and PET may play a role in monitoring in the future. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Durch die Einführung der MRT-Untersuchung am stehenden sedierten Pferd ist deren Anzahl deutlich angestiegen. Hierbei stellen sich neue Fragen und Herausforderungen bezüglich der Einschätzung der Vielzahl an auftretenden Signalveränderungen. Es ergeben sich aber auch neue Möglichkeiten bezüglich der statistischen Auswertung von Befunden mit aussagekräftigen Fallzahlen. In dieser Studie sollte daher untersucht werden, wie Signalveränderungen statistisch verwendbar beschrieben und eingestuft werden können. Weiterhin sollte die Verteilung der Befunde insgesamt und bei der bilateralen Untersuchung der Vordergliedmaßen bestimmt werden. Mögliche Rückschlüsse auf deren klinische Bedeutung sollten gezogen werden. Hierzu wurden 120 bilaterale Niederfeld-MRT-Untersuchungen der Hufregion (240 Gliedmaßen) am stehenden Pferd durch zwei Tierärzte gesichtet und eine Befundbeschreibung mit einem Einstufungsschema (Grade 1-4) entsprechend dem vorgefundenen Spektrum an Signalveränderungen erstellt. Durch Anwendung und Zusammenfassung 66 wiederholte Diskussion der verschiedenen Kriterien im 1. Bewertungsdurchgang wurden die Beschreibungen und Grade auf Grundlage bestehender Literatur ausgearbeitet. In einem 2. Bewertungsdurchgang wurden die Strukturen eingestuft und die Ergebnisse statistisch ausgewertet. Hierbei wurden die generellen Häufigkeiten der Signalabweichungen erfasst und deren Zusammenhang zum Auftreten von unilateralen oder bilateralen Lahmheiten beachtet. Signalabweichungen am Strahlbein, der Tiefen Beugesehne und dem Hufgelenk standen deutlich im Vordergrund. Hierbei waren Strahlbeinveränderungen signifikant häufiger bei beidseitig lahmen Pferden zu finden, während Sehnenveränderungen deutlich häufiger bei einseitig lahmen Pferden vorgefunden wurden. Hufgelenkveränderungen wurden hingegen nicht signifikant vermehrt bei bilateralen oder unilateralen Lahmheiten festgestellt. Die Fesselbein-Strahlbein-Hufbeinbänder zeigten eine Häufung von Signalabweichungen bei lahmen Gliedmaßen, wobei diese vermehrt in Zusammenhang mit starken Veränderungen des Strahlbeins zu beobachten waren. Bei den übrigen Strukturen ließ sich kein statistisch aussagekräftiger Zusammenhang feststellen, da die Fallzahlen mit dem deutlichsten Befund an diesen Strukturen zu gering für eine Auswertung waren. Die entstandene Befundbeschreibung mit Einstufungsschema ermöglicht Vergleiche der MRT-Veränderungen z.B. mit klinischen Parametern. Signalabweichungen bestimmter Strukturen konnten statistisch eindeutig mit dem Auftreten und der Art der Lahmheit in Verbindung gebracht werden, während dies bei anderen Strukturen nicht möglich war. Hieraus ergeben sich Hinweise für die Einschätzung der Befunde und ihrer klinischen Relevanz. Insbesondere geringgradige Befunde sollten vorsichtig bewertet werden, da diese auch häufig bei nicht lahmen Gliedmaßen auftraten. Weitere statistische Vergleiche mit klinischen Parametern sind möglich und notwendig um das Krankheitsbild des „Equinen palmaren Fußsyndroms“ weiter zu untersuchen. / As a result of adopting MRI examinations for standing sedated horses their number has increased significantly. In this respect there are new questions and challenges being faced regarding estimating the huge number of occurring signal changes. New possibilities also arise regarding the statistical analysis of findings with convincing number of examined cases. In this study therefore it should be investigated how signal changes can be suitably described and classified statistically. Furthermore, the distribution of the findings as a whole and in the bilateral investigations of the forelimbs should be ascertained. Possible conclusions should be drawn regarding their clinical significance. Concerning this, 120 bilateral low-field-MRI examinations of the foot (240 limbs) on a standing horse were looked at by two veterinarians and a description of the analysis with a classification scheme (grades 1-4) corresponding to the existing spectrum of signal changes was compiled. By applying and repeatedly discussing the various Summary 68 criteria in the first evaluation round the descriptions and grades were worked out on the basis of existing literature. In a second evaluation round the structures were classified and the results statistically evaluated. In this regard the general frequency of signal deviations was recorded and its connection to the occurrence of unilateral or bilateral lameness was observed. Signal deviations at the navicular bone, deep digital flexor tendon and the coffin joint noticeably prevailed. In this respect changes to the navicular bone were found significantly more frequently in bilaterally lame horses while changes in tendons were found significantly more often in unilaterally lame horses. In contrast, changes in the coffin joint were not significantly more in bilateral or unilateral lameness. The collateral sesamoidean ligaments showed an accumulation of signal deviations at lame limbs, whereby this was observed more frequently in connection with pronounced changes of the navicular bone. In the remaining structures no statistically significant connection was found as the number of examined cases with the most significant results at these structures was too low for an evaluation. The related description of the findings with a classification scheme enables comparisons of MRI changes e.g. with clinical parameters. Signal deviations of certain structures were found to be clearly statistically associated with the occurrence and type of lameness, while this was not possible at other structures. This provides useful information for evaluating findings and their clinical relevance. Low-grade findings should be interpreted with caution since these also occurred frequently at non-lame limbs Further statistical comparisons with clinical parameters are possible and necessary in order to further examine the clinical picture of the equine palmar foot syndrome.

Ziel der Studie war es zu analysieren, welchen Einfluss eine angiographisch sichtbare Kollateralisierung vor Revaskularisation bei Patienten mit einem akuten ST-Elevations-Myokardinfarkt (STEMI) und primärer perkutaner Koronarintervention (PCI) auf verschiedene in der kardialen Magnetresonanztomographie messbare Parameter und auf die klinische Prognose hat. Es wurden 235 Patienten mit STEMI und einem Symptombeginn <12 Stunden in die Analyse eingeschlossen. Alle Patienten wiesen einen funktionell insuffizienten antegraden Fluss in der Infarktarterie auf. Die Patienten wurden in zwei Gruppen unterteilt: Gruppe A mit fehlender oder nur geringer Kollateralversorgung (n=166) und Gruppe B mit einer signifikanten Kollateralisierung (n=69). Es wurden Infarktgröße, mikrovaskuläre Obstruktion und linksventrikuläre Funktion mittels Magnetresonanztomographie im Median 3 Tage nach dem Infarktereignis bestimmt sowie die Patienten über einen Zeitraum von >2 Jahren nachbeobachtet. Das Ausmaß der frühen mikrovaskulären Obstruktion war in Gruppe B signifikant geringer (3,3% gegenüber 2,1% der linksventrikuläre Masse, p = 0,009). Die mittels maximaler Kreatinkinase-MB-Ausschüttung gemessene Infarktgröße war in Gruppe B kleiner (p=0,02). Bei 227 Patienten (97%) wurde nach im Median 2,2 Jahren eine klinische Verlaufskontrolle durchgeführt. Insgesamt starben während des Kontrollzeitraums 25 Patienten: 22 Patienten (13,8%) der Gruppe A mit fehlender oder nur schwacher Kollateralisierung und 3 Patienten (4,4%) der Gruppe B mit signifikanter Kollateralversorgung vor Behandlungsbeginn (p=0,04). In Gruppe A traten 12 (7,5%) nicht-tödliche Reinfarkte auf im Vergleich zu 2 (2,9%) in Gruppe B (p=0,18). Ein kombinierter Endpunkt aus Tod oder nicht-tödlichem Reinfarkt trat in Gruppe B signifikant seltener auf als in Gruppe A (p=0,02). Zusammenfassend lässt sich formulieren, dass gut ausgebildete Kollateralgefäße vor einer Revaskularisation mittels PCI bei Patienten mit akuten STEMI mit einer schützenden Wirkung auf die koronare Mikrozirkulation und einem besseren Langzeit-Überleben assoziiert sind.

Ziel der Studie war es zu analysieren, welchen Einfluss eine angiographisch sichtbare Kollateralisierung vor Revaskularisation bei Patienten mit einem akuten ST-Elevations-Myokardinfarkt (STEMI) und primärer perkutaner Koronarintervention (PCI) auf verschiedene in der kardialen Magnetresonanztomographie messbare Parameter und auf die klinische Prognose hat. Es wurden 235 Patienten mit STEMI und einem Symptombeginn <12 Stunden in die Analyse eingeschlossen. Alle Patienten wiesen einen funktionell insuffizienten antegraden Fluss in der Infarktarterie auf. Die Patienten wurden in zwei Gruppen unterteilt: Gruppe A mit fehlender oder nur geringer Kollateralversorgung (n=166) und Gruppe B mit einer signifikanten Kollateralisierung (n=69). Es wurden Infarktgröße, mikrovaskuläre Obstruktion und linksventrikuläre Funktion mittels Magnetresonanztomographie im Median 3 Tage nach dem Infarktereignis bestimmt sowie die Patienten über einen Zeitraum von >2 Jahren nachbeobachtet. Das Ausmaß der frühen mikrovaskulären Obstruktion war in Gruppe B signifikant geringer (3,3% gegenüber 2,1% der linksventrikuläre Masse, p = 0,009). Die mittels maximaler Kreatinkinase-MB-Ausschüttung gemessene Infarktgröße war in Gruppe B kleiner (p=0,02). Bei 227 Patienten (97%) wurde nach im Median 2,2 Jahren eine klinische Verlaufskontrolle durchgeführt. Insgesamt starben während des Kontrollzeitraums 25 Patienten: 22 Patienten (13,8%) der Gruppe A mit fehlender oder nur schwacher Kollateralisierung und 3 Patienten (4,4%) der Gruppe B mit signifikanter Kollateralversorgung vor Behandlungsbeginn (p=0,04). In Gruppe A traten 12 (7,5%) nicht-tödliche Reinfarkte auf im Vergleich zu 2 (2,9%) in Gruppe B (p=0,18). Ein kombinierter Endpunkt aus Tod oder nicht-tödlichem Reinfarkt trat in Gruppe B signifikant seltener auf als in Gruppe A (p=0,02). Zusammenfassend lässt sich formulieren, dass gut ausgebildete Kollateralgefäße vor einer Revaskularisation mittels PCI bei Patienten mit akuten STEMI mit einer schützenden Wirkung auf die koronare Mikrozirkulation und einem besseren Langzeit-Überleben assoziiert sind.

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Slutna cylinderformade MRT-kameror ger bilder av patienten i liggande position men studier visar att ländryggen beter sig annorlunda under den belastning som en sittande eller stående position innebär. Syfte: Syftet med denna litteraturstudie var att sammanställa kunskap om diagnostik av ländrygg med hjälp av öppen MRT-kamera som tillåter belastade bilder i viktbärande position. Metod: Studien genomfördes som en allmän litteraturstudie, med 16 inkluderade vetenskapliga artiklar. Resultat: Belastning såväl som extension av ländryggen kan påverka flertalet av ländryggens strukturer. Vid belastade bilder upptäcktes fler fall av spinal stenos, spondylolistes, nervkompression och facettcystor. Flertalet studier visade dock på mer smärta vid bildtagning i belastad position. Slutsats: Belastade bilder kan vara mer fördelaktigt än icke-belastade för att upptäcka patologi, samtidigt som extension och flexion är viktiga faktorer anatomiskt vid diagnostisering av ländryggssmärta. / Closed cylindrical MRI cameras provide images of the patient in a supine position, but studies show that the lumbar spine behave differently in a sitting or standing position with axial load. Objective: The purpose of this literature overview was to compile knowledge of lumbar diagnosis using open MRI camera that allows loaded images in weight-bearing positions. Methods: A literature overview including 16 articles. Results: Weight-bearing position as well as extension of the lumbar spine can affect many of the lumbar structures. Weight-bearing position revealed more cases of spinal stenosis, spondylolisthesis, nerve compression and juxtafacet cysts. However, the majority of studies showed imaging in the weight-bearing position to be more painful. Conclusion: Weight-bearing MRI may be more advantageous than non-weight-bearing to detect pathology. Extension and flexion are also important factors in the diagnosis of the lumbar spine.

Das zentrale Thema dieser Dissertation ist die Anwendung illustrativer Methoden auf zwei bisher ungelöste Probleme der Strömungsvisualisierung. Das Ziel der Strömungsvisualisierung ist die Bereitstellung von Software, die Experten beim Auswerten ihrer Strömungsdaten und damit beim Erkenntnisgewinn unterstützt. Bei der illustrativen Visualisierung handelt es sich um einen Zweig der Visualisierung, der sich an der künstlerischen Arbeit von Illustratoren orientiert. Letztere sind darauf spezialisiert komplizierte Zusammenhänge verständlich und ansprechend zu vermitteln. Die angewendeten Techniken werden in der illustrativen Visualisierung auf reale Daten übertragen, um die Effektivität der Darstellung zu erhöhen. Das erste Problem, das im Rahmen dieser Dissertation bearbeitet wurde, ist die eingeschränkte Verständlichkeit von komplexen Stromflächen. Selbstverdeckungen oder Aufrollungen behindern die Form- und Strömungswahrnehmung und machen diese Flächen gerade in interessanten Strömungssituationen wenig nützlich. Auf Basis von handgezeichneten Strömungsdarstellungen haben wir ein Flächenrendering entwickelt, das Silhouetten, nicht-photorealistische Beleuchtung und illustrative Stromlinien verwendet. Interaktive Flächenschnitte erlauben die Exploration der Flächen und der Strömungen, die sie repräsentieren. Angewendet auf verschiedene Stromflächen ließ sich zeigen, dass die Methoden die Verständlichkeit erhöhen, v.a. in Bereichen komplexer Strömung mit Aufwicklungen oder Singularitäten. Das zweite Problem ist die Strömungsanalyse des Blutes aus 4D PC-MRI-Daten. An diese relativ neue Datenmodalität werden hohe Erwartungen für die Erforschung und Behandlung kardiovaskulärer Krankheiten geknüpft, da sie erstmals ein dreidimensionales, zeitlich aufgelöstes Abbild der Hämodynamik liefert. Bisher werden 4D PC-MRI-Daten meist mit Werkzeugen der klassischen Strömungsvisualisierung verarbeitet. Diese werden den besonderen Ansprüchen der medizinischen Anwender jedoch nicht gerecht, die in kurzer Zeit eine übersichtliche Darstellung der relevanten Strömungsaspekte erhalten möchten. Wir haben ein Werkzeug zur visuellen Analyse der Blutströmung entwickelt, welches eine einfache Detektion von markanten Strömungsmustern erlaubt, wie z.B. Jets, Wirbel oder Bereiche mit hoher Blutverweildauer. Die Grundidee ist hierbei aus vorberechneten Integrallinien mit Hilfe speziell definierter Linienprädikate die relevanten, d.h. am gefragten Strömungsmuster, beteiligten Linien ausgewählt werden. Um eine intuitive Darstellung der Resultate zu erreichen, haben wir uns von Blutflußillustrationen inspirieren lassen und präsentieren eine abstrakte Linienbündel- und Wirbeldarstellung. Die Linienprädikatmethode sowie die abstrakte Darstellung der Strömungsmuster wurden an 4D PC-MRI-Daten von gesunden und pathologischen Aorten- und Herzdaten erfolgreich getestet. Auch die Evaluierung durch Experten zeigt die Nützlichkeit der Methode und ihr Potential für den Einsatz in der Forschung und der Klinik. / This thesis’ central theme is the use of illustrative methods to solve flow visualization problems. The goal of flow visualization is to provide users with software tools supporting them analyzing and extracting knowledge from their fluid dynamics data. This fluid dynamics data is produced in large amounts by simulations or measurements to answer diverse questions in application fields like engineering or medicine. This thesis deals with two unsolved problems in flow visualization and tackles them with methods of illustrative visualization. The latter is a subbranch of visualization whose methods are inspired by the art work of professional illustrators. They are specialized in the comprehensible and esthetic representation of complex knowledge. With illustrative visualization, their techniques are applied to real data to enhance their representation. The first problem dealt with in this thesis is the limited shape and flow perception of complex stream surfaces. Self-occlusion and wrap-ups hinder their effective use in the most interesting flow situations. On the basis of hand-drawn flow illustrations, a surface rendering method was designed that uses silhouettes, non-photorealistic shading, and illustrative surface stream lines. Additionally, geometrical and flow-based surface cuts allow the user an interactive exploration of the surface and the flow it represents. By applying this illustrative technique to various stream surfaces and collecting expert feedback, we could show that the comprehensibility of the stream surfaces was enhanced – especially in complex areas with surface wrap-ups and singularities. The second problem tackled in this thesis is the analysis of blood flow from 4D PC-MRI data. From this rather young data modality, medical experts expect many advances in the research of cardiovascular diseases because it delivers a three-dimensional and time-resolved image of the hemodynamics. However, 4D PC-MRI data are mainly processed with standard flow visualizaton tools, which do not fulfill the requirements of medical users. They need a quick and easy-to-understand display of the relevant blood flow aspects. We developed a tool for the visual analysis of blood flow that allows a fast detection of distinctive flow patterns, such as high-velocity jets, vortices, or areas with high residence times. The basic idea is to precalculate integral lines and use specifically designed line predicates to select and display only lines involved in the pattern of interest. Traditional blood flow illustrations inspired us to an abstract and comprehensible depiction of the resulting line bundles and vortices. The line predicate method and the illustrative flow pattern representation were successfully tested with 4D PC-MRI data of healthy and pathological aortae and hearts. Also, the feedback of several medical experts confirmed the usefulness of our methods and their capabilities for a future application in the clinical research and routine.