Zur Verbesserung der Diagnostik der Alzheimer-Erkrankung wird die klinische Testung zunehmend durch Biomarker ergänzt. Diese können sowohl mittels Hirnbildgebung als auch mittels Liquor-Analyse erhoben werden. Aufgrund der großen Bedeutung in der Pathogenese der Alzheimer-Erkrankung wurde das ß-Amyloid als diagnostisches Kriterium implementiert, ebenso wie die mediale Temporallappenatrophie. Bis zur Einführung der kombinierten PET/MRT konnten die Informationen zu den genannten Bildgebungsparametern nur separat mit Hilfe mehrerer Aufnahmen gewonnen werden. Ziel der Studie war es deshalb, erstmalig herauszufinden, ob mit Hilfe der kombinierten Amyloid-PET/MRT Biomarker-Informationen zu allen Kategorien erhoben werden können. Gleichzeitig sollte überprüft werden, ob diese neue Bildgebungsmethode mit einem höheren Komfort für die Patienten/deren Angehörige und für die Überweiser einhergeht. Hierfür wurden die Daten der ersten 100 Probanden analysiert, die eine ß-Amyloid-Bildgebung am kombinierten PET/MRT in der nuklearmedizinischen Abteilung des Universitätsklinikums Leipzigs durchliefen. Es erfolgte eine visuelle und semiquantitative Analyse der Bildgebungsdaten sowie Umfragen bei den Patienten/deren Angehörigen und den überweisenden Ärzten. Anhand der Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass die Methode in der Lage ist, Informationen zu allen Biomarkerkategorien bereitzustellen und dies mit einer hohen Patienten-/Angehörigen- bzw. Überweiser-Zufriedenheit einhergeht.:1. Alzheimer-Erkrankung 1.1 Epidemiologie 1.2 Klinische Präsentation 1.3 Pathologische Grundlagen 1.4 Diagnostik 1.4.1 Diagnostische Algorithmen 1.4.2 Biomarker 1.4.3 Bildgebende Verfahren 1.5 Therapie 2. Zielsetzung

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Parametern in der bildgebenden Diagnostik mittels Diffusion-Weighted Imaging und histopathologischen Eigenschaften von primären Lymphomen des zentralen Nervensystems. Hierzu wurden die bioptischen Resektate von 21 Patient*innen mit der gesicherten Diagnose eines primären Lymphoms des zentralen Nervensystems neuropathologisch untersucht. Es wurden der Ki-67 Index, die Zellzahl und das durchschnittliche sowie gesamte Zellkern-Areal bestimmt. In der bildgebenden Diagnostik erfolgte die Untersuchung der MRT Bildgebung der Patient*innen. Die MRT Daten wurden vor der neurochirurgisch durchgeführten bioptischen Sicherung der Läsionen erhoben und beinhalteten mindestens eine Diffusions-gewichtete Aufnahme, ein ADC Mapping, eine T1 Sequenz vor und nach Kontrastmittelgabe sowie eine T2_tirm_tra_dark_fluid Sequenz. Es erfolgte dann eine Markierung der kontrastmittelaufnehmenden Läsionen in der T1 Sequenz nach Kontrastmittelgabe in jeder axialen Schicht, welche von der Raumforderung betroffen war. Bei multilokulären Befunden wurde die Läsion ausgewählt, welche schlußendlich neurochirurgisch bioptiert wurde. Mittels eines DICOM Image Analysis Programms auf der Basis von Matlab wurden dann die getätigten Markierungen auf die korrespondierenden ADC-Maps übertragen, sodass schlußendliche eine diffusions-gewichtete MRT Untersuchung des Gesamt-Tumors ermöglicht wurde. In dem berechneten Histogram Datensatz wurde folgende Parameter einbezogen: ADC mean, ADC min, ADC max, ADC p10, ADC p25, ADC p75, ADC p90, ADCmodus, ADCmedian, Skewness, Kurtosis und Entropy. Hierauf erfolgte die statistische Aufarbeitung der Daten und Untersuchung auf vorhandene Korrelationen mittels des Analyse-Programms SPSS 23.0. Dazu erfolgte zunächst die beschreibende Analyse der Daten mittels Mittelwert, Standardabweichung und Feststellung von Minimum und Maximum. Sodann erfolgte die Untersuchung der Daten bezüglich einer Gauß-/Normal- Verteilung mittels des Shapiro-Wilk-Tests. Schlußendlich erfolgte dann eine Untersuchung der Korrelationen mittels des Pearson Korrelationsskoeffizienten für die normalverteilten Daten sowie mittels Spearman-Rho Rank-Order Korrelation für die nicht normalverteilten Daten. Ein statistisches Signifikanzniveau von P<0,05 wurde festgelegt. Es lässt sich zusammenfassend bezüglich der Ergebnisse darstellen, dass verschiedene statistisch signifikante Korrelationen zwischen Parametern der diffusions-gewichteten Bildgebung sowie histopathologischer Parameter bei primären Lymphomen des zentralen Nervensystems gefunden wurden. Im Detail konnte eine statistisch signifikante Korrelation zwischen der Kurtosis des ADC-Histograms und der histopathologischen Zellzahl gezeigt werden, zwischen den niedrigeren Perzentilen der ADC Werte (p10, p25) und der Zellzahl sowie der Zellkern beinhaltenden Areale und eine signifikante Korrelation zwischen dem ADCmean Wert und dem Ki-67 Index sowie des gesamten Zellkern beinhaltenden Areals. Zudem wurde eine inverse Korrelation zwischen der 90. ADC Perzentile und dem Ki-67 Index festgestellt. Hieraus sind verschiedene Schlussfolgerungen möglich. Zum einen zeigt die diffusions-gewichtete Untersuchung des gesamten Tumors Korrelationen mit Parametern der histopathologischen Differenzierung, welche sich im klinischen Verlauf bei primären Lymphomen des zentralen Nervensystems widerspiegeln. Die Technik ist also eine gute Ergänzung der bereits beschriebenen Differenzierung mittels diffusionsgewichteter singulärer Region of Interest Untersuchung. Somit können bereits vor neurochirurgischer Sicherung der Läsionen und somit vor Beginn einer Behandlung Aussagen über die wahrscheinliche Tumorarchitektur bzw. histopathologische Eigenschaften getroffen werden. Zum anderen scheint diese Technik im Rahmen weiterer Studien und Forschungen ein verheißungsvoller Kandidat für die Entwicklung bildgebender Marker zur Kontrolle beispielsweise des Tumorverhaltens bei medikamentöser Therapie zu sein. Außerdem ist es denkbar, die Ergebnisse der Untersuchungen bei primären Lymphomen des zentralen Nervensystems auf andere Tumorentitäten zu erweitern, und somit die Vorteile dieser nicht invasiven und leicht verfügbaren Methode bei verschiedenen Krankheitsbildern anzuwenden. Für diese Weiterentwicklung der Technik bedarf es jedoch noch ausführlicher Studien, insbesondere die Vergrößerung der Patient*innenkollektive, eine Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen technischen Systemen und Untersuchern und prospektive Studiendesigns sind noch zu erreichende Ziele.

Die MRT ist eine aufstrebende Methode der Fettforschung für die Fettquantifizierung in verschiedenen Körperregionen. Das Ziel dieser Studie war es, die Genauigkeit der MR-Bildgebung von Fett und Wasser, sowie der MR-Spektroskopie für die Fettquantifizierung von Fettphantomen bei 1,5 Tesla zu untersuchen. Die Fettphantome bestanden aus Emulsionen von Öl und Wasser, die über den gesamten Fettbereich von 0-100% hergestellt wurden. Der relative Fettgehalt wurde anschließend mittels 2-Punkt-Dixon (MR-Bildgebung), Multi-Echo-Dixon (MR-Bildgebung), sowie single-voxel proton (MR Spektroskopie - MRS) mit den Lokalisierungstechniken PRESS und STEAM gemessen. Für die statistische Evaluierung wurden die Ergebnisse mittels linearer Regression und Bland-Altman-Analyse ausgewertet. Die Übereinstimmung der MR-basierten Messungen des Fettgehaltes mit den nominellen Fettwerten der Phantome war im Allgemeinen gut. Die Übereinstimmung der 2-Punkt-Dixon war nur moderat mit R² = 0,75 - vor allem für den Fettgehalt zwischen 30% und 70%. Für Mulit-Echo-Dixon, STEAM und PRESS MRS war die Übereinstimmung groß mit einem gerundeten R² = 0,98 für alle drei Methoden. Zusammenfassend komplementiert diese Arbeit die Literatur der MR-basierten Fettquantifizierung bei 1,5 T und zeigt, dass die Multi-Echo-Dixon und MR-Spektroskopie ähnlich genaue Ergebnisse über den gesamten Fettgehalt haben.

Bakgrund: Protokollet som används för att underundersöka MR-prostata innehåller en uppsättning förutbestämda sekvenser enligt PI-RADS riktlinjer. Diffusionsviktade bilder används för att utröna om vattenmolekyler kan röra sig fritt eller inte. Begränsad rörlighet kan tyda på patologi. Att registrera dessa mikroskopiska rörelser kräver snabba skiftningar i MR-kamerans gradientsystem. Prostatans relativa närhet till rektum kan skapa problem vid bildtagningen, det kan bildas artefakter från tarmgas. Motiv: Den teknik som används för att skapa diffusionsviktade bilder (ssEPI) är känslig för till exempel tarmgas och kan bilda artefakter. Ett försök att minska dessa artefakter är att dela upp bildtagningen i flertalet mindre segment (rsEPI) vilket kan minska artefaktens utbredning i bilden. Jämförande studier på en MR 3T finns men det saknas studier utförda med magnetfältstyrkan 1,5T. Syfte: Att jämföra bildkvalitén mellan sekvenserna single shot echo planar imaging och readout segmented echo planar imaging vid MR-undersökning av prostatan på deltagare som undersöks med en magnetkamera 1,5T. Metod: En jämförande with-in subject studie med kvantitativ design utfördes där antalet deltagare som valdes konsekutivt blev 24. Bilderna bedömdes av en radiolog utifrån en 5-gradig Likert-skala; anatomisk distorsion, anatomiska detaljer och helhetsbedömning. En hypotesprövning (Wilcoxon signed rank test) tillsammans med effektberäkning (Cohen ́s d) med statistikprogrammet Jamovi utfördes. Resultat: Huvudresultatet visar med en statistisk signifikant skillnad (p=0,037) att rsEPI ger bättre diagnostiskt bildkvalité än ssEPI. Artefaktens utbredning i bilden var även mindre när rsEPI användes dock var skillnaden endast signifikant på ADC (p=0,037) och b.50/900 (p=0,037) men inte på b.1500 (p=0,072). Effekten var låg, enligt Cohen ́s d. Prostatans anatomiska detaljer visualiseras bättre med ssEPI på b.50/900 (p&lt; 0,001) medan b.1500 (p=0,002) gav ett bättre resultat när rsEPI användes. Effekten var stor, enligt Cohen ́s d på de båda. Ingen skillnad sågs när ADC jämfördes. Konklusion: Författaren till detta arbete har visat att rsEPI som diffusionsteknik kan användas på en MR-kamera 1,5T. Resultatet är i linje med studier utförda på MR-kamera 3T. / Background: The protocol used to examine the MRI prostate contains a set of predetermined sequences according to PI-RADS guidelines. Diffusion-weighted images are used to determine whether water molecules can move freely or not. Limited mobility may indicate pathology. Detecting these microscopic movements requires rapid shifts in the gradient system of the MRI camera. The relative proximity of the prostate to the rectum can create problems during imaging, artifacts can be formed from intestinal gas.Motive: The technology used to create diffusion-weighted images (ssEPI) is sensitive to, for example, intestinal gas and can form artifacts. An attempt to reduce these artifacts is to divide the imaging into several smaller segments (rsEPI), which can reduce the spread of the artifact in the image. Comparative studies on an MRI 3T are available, but there are no studies performed with the magnetic field strength of 1.5T. Aim: A comparative with-in subject study with quantitative design was performed where the number of participants selected consecutively was 24. The images were assessed by a radiologist based on a 5-point Likert scale: anatomical distortion, anatomical details and overall assessment. A hypothesis test (Wilcoxon signed rank test) together with effect calculation (Cohen ́s d) with the statistics program Jamovi was performed. Result: The main result shows with a statistically significant difference (p = 0.037) that rsEPI provides better diagnostic image quality than ssEPI. The distribution of the artifact in the image was also smaller when rsEPI was used, however, the difference was only significant on ADC (p = 0.037) and b.50 / 900 (p = 0.037) but not on b.1500 (p = 0.072). The effect was low, according to Cohen ́s d. The anatomical details of the prostate are better visualized with ssEPI of b.50 / 900 (p &lt;0.001) while b.1500 (p = 0.002) gave a better result when rsEPI was used. The effect was great, according to Cohen's d on both. No difference was seen when comparing the ADC. Conclusion: The author of this work has shown that rsEPI as a diffusion technology can be used on an MRI camera 1.5T. The results are in line with studies performed on MRI camera 3T.

Einleitung Aufgrund verschiedener Studien zum fetalen Outcome – darunter die große prospektive, multizentrische Studie von Hannah et al. aus dem Jahre 2000 – galt die primäre Sectio caesarea (Sectio) jahrzehntelang als sicherster Geburtsmodus bei Beckenendlage (BEL). Bis 2006 boten 92,5 % der Geburtszentren den Gebärenden keine vaginale Entbindung aus BEL an [1–6]. Die kritische Aufarbeitung der Studiendaten von Hannah et al. ergab schwere Mängel im Design und in der Durchführung, was zur späteren Relativierung der Studienergebnisse führte [7, 8]. Anschließende Veröffentlichungen derselben und anderer Autoren zeigten, dass sich das 2-Jahres-Outcome von vaginal und operativ aus BEL entbundenen Kindern und von Kindern nach vaginaler Entbindung aus einer Schädellage nicht unterscheidet. Eine wichtige Voraussetzung für ein adäquates Outcome bei einer vaginalen Entbindung aus BEL ist eine optimale und sofortige postpartale neonatologische Betreuung. [7, 9–13] Durch den Trendwandel, Frauen bei BEL wieder eine vaginale Entbindung anzubieten, gewinnt die Betreuung, die Risikoselektion und die Aufklärung der Patientinnen durch spezialisierte Fachkräfte zunehmend an Bedeutung [9, 19–21]. Insbesondere die Risiken für das Kind erfordern es, dass die Planung und die Leitung einer vaginalen Geburt aus BEL in einem Zentrum mit einem erfahrenen geburtsmedizinischen und neonatologischen Team erfolgt. Neben der praktischen Erfahrung bei der Kindsentwicklung und der Verwendung geburtsmedizinischer Handgriffe ist auch eine adäquate, routinierte neonatologische Betreuung unabdingbar, um ein gutes Langzeit-Outcome zu gewährleisten [11, 12, 21, 22]. Nach den derzeitigen Leitlinien werden für die pränatale Risikoselektion anamnestische und klinische Parameter sowie die sonografische Gewichtsschätzung verwendet. Beispielsweise wurden höhere Erfolgsraten und eine geringere neonatale Morbidität bei Mehrgebärenden beschrieben und ein höheres Risiko für Feten mit intrauteriner Wachstumsrestriktion (Geburtsgewicht ≤10. Perzentile) [5, 10, 12]. Der Wert einer zusätzlichen Beckendiagnostik ist umstritten und in den aktuellen Leitlinien nicht explizit gefordert. Trotzdem nutzen einige Zentren – darunter das Perinatalzentrum der Universität Leipzig – insbesondere bei der Risikogruppe der Erstgebärenden – eine zusätzliche Pelvimetrie. Diese wird heute mittels Magnet-resonanz¬tomografie (MRT) durchgeführt. Das Hauptanliegen der Untersuchung ist der Ausschluss eines feto-maternalen Missverhältnisses und der damit verbundenen Risiken. Zusätzlich generiert diese Selektionsmaßnahme ein stärkeres Vertrauen sowohl bei den Schwangeren als auch bei den betreuenden Ärzten in den Erfolg der geplanten vaginalen Entbindung aus BEL. Welche pelvimetrischen Parameter für die Selektion geeignet sind, wurde für die MRT bisher nicht untersucht. Die Identifikation geeigneter Prognoseparameter ist aber unabdingbar, um Schwangere mit dem generellen Wunsch einer vaginalen Entbindung auf sichere Weise zu unterstützen. Material und Methoden In der vorliegenden monozentrischen Analyse des Perinatalzentrums Level 1 der Universitätsklinik Leipzig wurden 62 erstgebärende Patientinnen mit geplantem Spontanpartus bei BEL untersucht. Die retrospektive Analyse umfasst einen Zeitraum von 2 Jahren (01.01.2011–31.12.2012). Im Rahmen der Geburtsplanung war neben der Selektion gemäß den deutschen Leitlinien nach hausinternem Standard auch eine zusätzliche MRT-Untersuchung erfolgt [21]. Hierbei wurde eine CV ≥ 12 cm als Grenzwert festgelegt. Patientinnen mit Kontraindikationen für eine vaginale Entbindung gemäß den deutschen Leitlinien oder einer CV < 12 cm oder einer nicht vollständigen Geburtsplanung erhielten eine primäre Sectio und wurden in dieser Studie nicht berücksichtigt. Auch Patientinnen mit Mehrlingsschwangerschaften wurden aus der Analyse ausgeschlossen. Vor Durchführung der Studie lag ein positives Votum der Ethikkommission vor. Neben den anamnestischen Daten der Schwangeren, wie Alter, Gewicht, BMI, Körpergröße, Beckenanomalien und Vorerkrankungen wurden Distanzen (CV, SOD, CPO, PW, ISD und ITD) und Winkel (PI, PAA, PIA) des knöchernen Beckens mittels einer MRT-Untersuchung um die 36. SSW von 2 Untersucherinnen gemessen und die Genauigkeit der Messungen anhand der Interraterreliabilität und der Intraraterreliabilität geprüft. Die fetalen Proportionen, wie der Kopfumfang, BIP, FOD, Abdomenumfang und Femurlänge, sowie das Schätzgewicht wurden per Sonografie in der 35. - 37. SSW (1. Sonografie) und bei Geburt in der 38. - 40. SSW (2. Sonografie) über die Formel nach Merz et al. und Hadlock et al. bestimmt [56, 58]. Die Daten des neonatalen Outcomes, wie Gewicht, Körperlänge, Kopfumfang, APGAR, pH-Wert und Base Excess des Nabelschnurblutes wurden kurz nach der Geburt erhoben. Das Outcome des Geburtsmodus, sowie die Art des Geburtsbeginns wurden erhoben. Die Patientinnen wurden nach dem Outcome ihrer Entbindung – vaginal vs. sekundäre Sectio – in 2 Gruppen eingeteilt. Die Neonaten wurden nach gutem (APGAR-1 > 5 und APGAR-2 >7) und schlechtem (APGAR-1 ≤ 5 und APGAR-2 ≤ 7) frühen neonatalen Outcome in 2 Gruppen eingeteilt. Die Gruppen vaginale Entbindung und die Gruppe sekundäre Sectio wurden auf Ihre Unterschiede in den anamnestischen Daten der Mütter, den MRT-Messungen, sowie den beiden Sonografien (1. und 2. Sonografie) und dem neonatalen Outcome verglichen. Alle signifikanten Parameter wurden in eine univariate und eine multivariate logistische Regressionsanalyse eingeschlossen. Die Gruppen des frühen neonatalen Outcomes wurden ebenfalls auf alle vorangegangenen Parameter der Mütter, sowie der Neugeborenen verglichen. Ergebnisse Die Rate der vaginalen Entbindungen lag bei 56,5 % (35/62) und die der sekundären Sectiones bei 43,5% (27/62). Von den anamnestischen Daten der Mütter war der BMI bei Schwangerschaftsbeginn in der Gruppe der sekundären Sectios (22,7  2,8) höher als in der Gruppe der vaginalen Entbindungen (21,3  2,3; p = 0,044; T = -2,06). Die 1. Sonografie fand im Mittel in der 36,5 SSW statt. Bei dieser Untersuchung waren der fetale Abdomenumfang (AU) und das fetale Schätzgewicht (SG) in der Gruppe der sekundären Sectio Patientinnen signifikant höher (AU = 307 ± 14 mm vs. 296 ± 19 mm; p = 0,014; T = -2,54; SG = 2781 ± 278 g vs. 2573 ± 353 g; p = 0,015; T= -2,5). Im Vergleich der Schätzung der Körpergewichte stellte sich die Formel von Merz et al. als genauer am Geburtsgewicht dar als vergleichbare Formeln von Hadlock et al. [56, 58]. Die Intraobserver-Variabilität für die MRT-Messungen, sowie die Interobserver-Variabilität für die Messung waren für alle Strecken und Winkel genau bis sehr genau. Die PW (pelvic width=Beckenweite), der ISD (Interspinaler Diameter) und der ITD (Intertubärer Diameter) waren signifikant größer in der Gruppe der Sectio entbundenen Patientinnen (PW = 13,9 ± 1 cm vs. 13,3 ± 0,9 cm; p = 0,041; T = 2,1; ISD = 11,35 ± 0,7 cm vs. 10,5 ± 0,9; p = <,000; T = 3,8; ITD = 14,1 ± 1 cm vs. 13,5 ± 1,1 cm; p = 0,033; T = 2,2). Alle signifikanten Parameter wurden in einer univariaten und einer multivariaten logistischen Regressionsanalyse auf ihr Vorhersagepotential des Geburtsmodus analysiert. In der univariaten Regression waren PW, ISD und ITD signifikant als Vorhersageparameter für den Geburtsmodus. In der multivariaten Regressionsanalyse zeigte sich einzig der ISD noch als signifikanter Vorhersageparameter für den Geburtsmodus (p = 0,013; ExpB = 0,195 [0,053 – 0,711]. Die ROC-Kurve für den ISD zeigt mit einer AUC = 74,3 % und mit der Regressionsgleichung y = 14,483 - 1,349 * ISD, dass der Einfluss des ISD auf den Geburtsmodus vaginal signifikant ist. Ab einem ISD von ≥ 11,35 cm sinkt die Wahrscheinlichkeit für die Notwendigkeit einer sekundären Sectio auf < 30 %. Die Art des Geburtsbeginns (medikamentös vs. spontan hatte keinen Einfluss auf den Geburtsverlauf. Bei der Auswertung der neonatalen Parameter zeigte sich nur der Base Excess niedriger bei den vaginal entbundenen Neugeborenen (BE = -6,93 ± 3,8 vs. -4,9 ± 4,8; p = 0,014; T = -2,54). Im Vergleich der frühen neonatalen Outcomegruppen (gutes vs. schlechtes Outcome) unterschieden sich weder die MRT-Parameter noch die Charakteristika der Neugeborenen. Diskussion In der klinischen Praxis ist die MRT-Pelvimetrie zur Präselektion von Erstgebärenden, die bei BEL eine vaginale Geburt planen, fest etabliert. Es werden allerdings Grenzwerte genutzt, die noch mit konventioneller Röntgen-Bildgebung generiert wurden [35–41] und zum Teil erheblich variieren (siehe Kap. 1.6.1.) [35–41]. Darüber hinaus ist das prognostische Potenzial der mit MRT-Pelvimetrie erhobenen Beckenparameter auf den Geburtsverlauf bis heute nicht ausreichend validiert. Hier setzt die vorliegende Studie an. Im Rahmen einer retrospektiven Analyse wurden bei 62 erstgebärenden Patientinnen mit geplantem Spontanpartus bei BEL untersucht, inwiefern die Beckenparameter CV, PW, SOD, CPO, ISD, ITD, PIA, PAA, PI geeignet sind, um den Geburtsverlauf – vaginale Geburt vs. sekundäre Sectio – vorherzusagen. Dabei erwies sich lediglich der ISD als signifikanter prognostischer Faktor für eine erfolgreiche vaginale Geburt. Aufgrund seiner Lage im mittleren Beckenniveau bildet dieser den Beckenraum genauer ab als ein Parameter des Beckeneingangs, wie die CV.:Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis II Abkürzungsverzeichnis VI 1 Einführung 7 1.1 Definition und Inzidenz 8 1.2 Äußere Wendung 9 1.3 Geburtsmodi bei BEL 10 1.3.1 Vaginale Entbindung 10 1.3.2 Primäre (elektive) Sectio 11 1.3.3 Sekundäre Sectio 11 1.4 Geburtsplanung bei BEL 11 1.5 Rolle der Pelvimetrie 12 1.5.1 Konventionelle (Röntgen-) Pelvimetrie 12 1.5.2 MRT-Pelvimetrie 12 2 Aufgabenstellung 14 3 Material und Methoden 15 3.1 Patientinnenkollektiv 15 3.2 Sonografie 15 3.2.1 Kopfumfang 16 3.2.2 Abdomenumfang 17 3.2.3 Femurlänge 18 3.2.4 Fetales Schätzgewicht 19 3.3 Magnetresonanztomografie (MRT) 20 3.3.1 T1- und T2-Wichtung 21 3.3.2 Spin-Echo (SE) und Turbo-Spin-Echo (TSE) Sequenz 22 3.3.3 Pelvimetrische Parameter 23 3.3.4 Abstände im Sagittalschnitt 24 3.3.5 Winkel im Sagittalschnitt 25 3.3.6 Abstände im Transversalschnitt 27 3.4 Outcome 28 3.4.1 Maternales Outcome 28 3.4.2 Neonatales Outcome 29 3.5 Statistik 30 4 Ergebnisse 31 4.1 Anamnestische Daten 31 4.2 Bildgebung für die pränatale Selektion 32 4.2.1 Sonografie bei der Geburtsplanung (1. Sonografie) 32 4.2.2 Sonografie vor der Entbindung (2. Sonografie) 33 4.3 Vergleich der Methoden zur Schätzung des Kindsgewichtes 34 4.4 MRT-Parameter 36 4.4.1 MRT-Abstände 38 4.4.2 MRT-Winkel 39 4.4.3 Korrelationen der MRT-Parameter 40 4.4.4 Logistische Regressionsanalyse 41 4.4.5 Interspinaler Abstand (engl. interspineous diameter, ISD) 42 4.5 Outcome der Geburt 44 4.6 Neonatales Outcome 46 4.6.1 Vaginale Geburt und Sekundäre Sectio 46 4.6.2 Gutes und schlechtes neonatales Outcome 47 4.6.3 Einfluss der maternalen Parameter 48 4.6.4 Neonatale Parameter 49 5 Diskussion 50 5.1 Prognostischer Stellenwert der MRT-Pelvimetrie bei BEL 50 5.1.1 Prognostische Rolle der CV 50 5.1.2 Prognostische Rolle des ISD 51 5.1.3 Weitere MRT-Parameter mit potenzieller prognostischer Relevanz 52 5.1.4 Eignung der MRT-Pelvimetrie zur Prognose des Geburtsverlaufs bei BEL 54 5.2 Einfluss der anamnestischen Daten der Mütter auf den Geburtsmodus 56 5.3 Fetale Einflussfaktoren auf den Geburtsmodus 58 5.3.1 Einfluss des Geburtsmodus auf das Outcome des Neugeborenen 61 5.4 Einflussfaktoren der Geburtseinleitung auf den Geburtsmodus 62 5.5 Neonatales Outcome 62 5.5.1 Geburtsmodus und neonatales Outcome 62 5.5.2 Einfluss der Pelvimetrie-Parameter der Mütter auf das frühe neonatale Outcome 63 5.6 Limitationen 64 5.7 Fazit 65 6 Zusammenfassung 66 7 Literatur 71 8 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 82 9 Eigene wissenschaftliche Beiträge 83

Mit Hilfe eines kommerziellen, am Universitätsklinikum Leipzig vorhandenen Navigationssystems (Localite) ist es möglich, Interventionen in einer herkömmlichen MRTUmgebung unter Echtzeitnavigation durchzuführen. In der vorliegenden Arbeit werden die Genauigkeit, Benutzerfreundlichkeit sowie der Zeitaufwand für perkutane Punktionen mit diesem System untersucht. Zur Navigation wird das jeweilige Instrument optisch verfolgt. Die automatische Patientenregistrierung außerhalb des MR-Tunnels erfolgt über eine einmalige 3DLokalisation spezieller MR-Marker. 24 Operateure mit unterschiedlicher radiologischer Erfahrung führten insgesamt 240 unterschiedlich schwere Punktionen an einem selbst entwickelten Phantom durch. Nach diesen Versuchen füllten die Operateure einen Fragebogen zur Handhabbarkeit des Systems aus. Zudem wurden 24 klinische perkutane Interventionen in nicht atemverschieblichen Körperregionen ausgewertet. Für alle Biopsien wurden Zeiten für charakteristische Arbeitsschritte dokumentiert. Die Treffergenauigkeit war im Phantomexperiment für alle Gruppen relativ hoch (Fachärzte: 93%, Assistenzärzte: 88%, Studenten 81%; Cochran p=0,104). Die dazugehörigen durchschnittlichen Zeiten für einen Biopsiezyklus lagen, gemessen in Minuten, bei 4:13 (FÄ), 4:42 (AÄ) und 5:06 (MS) (P<0,001). Die subjektiven Bewertungen des Navigationssystems an Hand der Aussagen (Items) des Fragebogens zeigten keine Abhängigkeit vom Erfahrungsgrad des Operateurs. Die diagnostische Genauigkeit der klinischen Interventionen lag bei 92%. Die mittlere Interventionszeit betrug dabei 18 min. Das Navigationssystem wurde erfolgreich für Interventionen in verschiedenen Körperregionen eingesetzt. Die Genauigkeit und die benötigten Eingriffszeiten sind mit anderen in der Literatur beschriebenen MRT-geführten Interventionen vergleichbar. Auch unerfahrene Operateure konnten das Navigationssystem relativ schnell und sicher anwenden.:INHALTSVERZEICHNIS 1 BIBLIOGRAPHISCHE BESCHREIBUNG......................................................................................... 2 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS.............................................................................................................. 5 3 EINFÜHRUNG IN VERSCHIEDENE BIOPSIEVERFAHREN ........................................................... 6 4 AUFGABENSTELLUNG........................................................................................................................ 12 5 METHODEN ............................................................................................................................................ 13 5.1 KOMPONENTEN DES NAVIGATIONSSYSTEMS ...................................................................................... 13 5.1.1 Hardware ..................................................................................................................................... 13 5.1.2 Software ....................................................................................................................................... 16 5.2 BILDGEBUNG DER MARKER UND DES PHANTOMS............................................................................... 16 5.3 EXPERIMENTELLE EVALUATION ......................................................................................................... 18 5.3.1 Phantom ....................................................................................................................................... 18 5.3.2 Ablauf und Zeiten eines Biopsiezyklus .......................................................................................... 21 5.3.3 Abhängigkeit der Genauigkeit von der Markerposition zum Isozentrum ...................................... 23 5.3.4 Dauer des Versuchsaufbaus .......................................................................................................... 24 5.3.5 Einschätzung der Handhabbarkeit des Navigationssystems ......................................................... 25 5.4 KLINISCHE EVALUATION .................................................................................................................... 26 5.4.1 Patientenkollektiv......................................................................................................................... 26 5.4.2 Indikationen für eine MRT-gestützte Biopsie ................................................................................ 26 5.4.3 Arbeitsschritte ............................................................................................................................... 27 5.5 AUSWERTUNG DER DATEN ................................................................................................................. 28 6 ERGEBNISSE .......................................................................................................................................... 29 6.1 EXPERIMENTELLE EVALUATION ......................................................................................................... 29 6.1.1 Trefferquote.................................................................................................................................. 29 6.1.2 Biopsiezeiten ................................................................................................................................ 30 6.1.3 Handhabbarkeit des Navigationssystems...................................................................................... 33 6.1.4 Beobachtungen durch den Versuchsleiter (Verfasser der Arbeit)................................................. 36 6.2 KLINISCHE EVALUATION .................................................................................................................... 37 6.2.1 Treffergenauigkeit ......................................................................................................................... 37 6.2.2 Biopsiezeiten ................................................................................................................................ 39 6.3 KLINISCHE FALLBEISPIELE ................................................................................................................. 41 6.3.1 Metastase eines malignen Melanoms ............................................................................................ 41 6.3.2 Rezidivierendes Mammakarzinom................................................................................................. 42 6.3.3 Unklare Raumforderung im Acetabulumdach............................................................................... 43 6.3.4 Verdacht auf Abszess im Bereich des linken Hüftgelenkes............................................................ 44 6.3.5 Knochenmetastase eines Karzinoms der Cervix uteri ................................................................... 45 6.3.6 Metastasiertes Nierenkarzinom..................................................................................................... 46 6.3.7 Burkitt-Lymphom.......................................................................................................................... 47 6.3.8 Metastasiertes Prostatakarzinom.................................................................................................. 49 7 DISKUSSION ........................................................................................................................................... 51 7.1 EXPERIMENTELLE EVALUATION ......................................................................................................... 51 7.1.1 Biopsiephantom............................................................................................................................ 51 7.1.2 Bewertung der Treffergenauigkeit................................................................................................. 52 7.1.3 Bewertung der Biopsiezeiten......................................................................................................... 54 7.1.4 Bewertung der Handhabbarkeit .................................................................................................... 55 7.2 KLINISCHE EVALUATION .................................................................................................................... 57 7.2.1 Warum MRT-gestützte Interventionen?......................................................................................... 57 7.2.2 Vergleich der experimentellen und klinischen Ergebnisse............................................................ 58 7.2.3 Vergleich verschiedener Interventionsverfahren am MRT............................................................ 60 8 SCHLUSSFOLGERUNG........................................................................................................................ 66 9 ZUSAMMENFASSUNG.......................................................................................................................... 67 9.1 EINLEITUNG UND MOTIVATION: ......................................................................................................... 67 9.2 MATERIAL UND METHODEN: .............................................................................................................. 68 9.2.1 Phantomexperiment: ..................................................................................................................... 68 3 9.2.2 Klinische Studie: ........................................................................................................................... 69 9.3 ERGEBNISSE:...................................................................................................................................... 70 9.3.1 Phantomexperiment: ..................................................................................................................... 70 9.3.2 Klinische Studie: ........................................................................................................................... 70 9.4 DISKUSSION....................................................................................................................................... 71 10 LITERATURVERZEICHNIS ................................................................................................................. 72 11 ANLAGEN................................................................................................................................................ 78 11.1 ANLAGE 1: PHANTOMAUFSICHT ......................................................................................................... 78 11.2 ANLAGE 2: ABLAUFPLAN ................................................................................................................... 79 11.3 ANLAGE 3: FRAGEBOGEN ................................................................................................................... 80 11.4 ANLAGE 4: PHANTOMPROTOKOLL ...................................................................................................... 81 11.5 ANLAGE 5: PROTOKOLL KLINISCHE INTERVENTIONEN ....................................................................... 82 11.6 ANLAGE 6: PUNKTION AM BIOPSIEPHANTOM ..................................................................................... 83 11.7 ANLAGE 7: DESKRIPTIVE AUSWERTUNG ............................................................................................ 84 11.8 ANLAGE 8: AUFKLÄRUNGSBOGEN...................................................................................................... 87 11.9 ANLAGE 9 EINWILLIGUNGSERKLÄRUNG............................................................................................. 91 12 ANHANG.................................................................................................................................................. 94 12.1 ERKLÄRUNG ÜBER DIE EIGENSTÄNDIGE ABFASSUNG DER ARBEIT...................................................... 94 12.2 LEBENSLAUF...................................................................................................................................... 95 12.3 VERÖFFENTLICHUNGEN UND WISSENSCHAFTLICHE PRÄSENTATIONEN............................................... 96 12.4 DANKSAGUNG ................................................................................................................................... 97

Long-term motor skill learning has been consistently shown to result in functional as well as structural changes in the adult human brain. However, the effect of short learning periods on brain structure is not well understood. In the present study, subjects performed a sequential pinch force task (SPFT) for 20 min on 5 consecutive days. Changes in brain structure were evaluated with anatomical magnetic resonance imaging (MRI) scans acquired on the first and last day of motor skill learning. Behaviorally, the SPFT resulted in sequence-specific learning with the trained (right) hand. Structural gray matter (GM) alterations in left M1, right ventral premotor cortex (PMC) and right dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) correlated with performance improvements in the SPFT. More specifically we found that subjects with strong sequence-specific performance improvements in the SPFT also had larger increases in GM volume in the respective brain areas. On the other hand, subjects with small behavioral gains either showed no change or even a decrease in GM volume during the time course of learning. Furthermore, cerebellar GM volume before motor skill learning predicted (A) individual learning-related changes in the SPFT and (B) the amount of structural changes in left M1, right ventral PMC and DLPFC. In summary, we provide novel evidence that short-term motor skill learning is associated with learning-related structural brain alterations. Additionally, we showed that practicing a motor skill is not exclusively accompanied by increased GM volume. Instead, bidirectional structural alterations explained the variability of the individual learning success.

L’étude de dimensionnement d’un réseau cellulaire est une phase de conception qui doit permettre de déterminer les performances d’un système dans une configuration donnée. Elle inclut l’étude de couverture et l’analyse de trafic. De complexes simulations sont possibles pour connaître les paramètres de performances d’un réseau mais seules les études analytiques fournissent des résultats rapides. Par ailleurs, pour faire face à la demande de hauts débits, à la rareté du spectre fréquentiel et à l’impossibilité d’émettre à de plus fortes puissances, de nouvelles techniques de transmissions sont apparues. Nous sommes ainsi passés d’un système classique à une seule antenne à des systèmes à multiple antennes et même à des scénarios de coopération entre stations de base. Dans cette thèse, nous proposons des modèles analytiques pour l’étude des performances, notamment en termes de probabilités de coupure, de ces évolutions des réseaux cellulaires. Dans une première phase, nous considérons des systèmes multicellulaires à une antenne émettrice et une antenne réceptrice (SISO). Nous proposons deux méthodes d’étude de l’impact conjoint de l’affaiblissement de parcours, de l’effet de masque et des évanouissements rapides. Nous étudions, par la suite, un système à large bande utilisant le retournement temporel comme technique de transmission. Dans une deuxième phase, nous considérons des systèmes multicellulaires à antennes multiple à l’émission ou à la réception (MISO/MIMO) implémentant les schémas de diversité Alamouti et de combinaison par rapport maximal (MRC). Ensuite, nous considérons un système multicellulaire multi-utilisateurs à précodage de forçage à zéro (ZFBF). / The implementation of cellular systems have aroused issues related to the design of cellular networks termed to as network dimensioning. It includes the coverage estimation and thetraffic analysis. Simple models and methods are required to reduce the time consumption of these two analysis. At the same time, the growing demand for higher data rates constrained by the scarcity of frequency spectrum, and the requirements in terms of power consumption reduction make the telecommunication community think about new transmission techniques moving from the classical single antenna systems to multiple antenna systems and even the newly envisaged cooperative systems. In this thesis, we provide analytical models to assess the performance of these different cellular network evolutions in terms of outage probabilities. In a first study, we consider multicellular single input single output (SISO) systems. First, we propose two accurate methods to study the joint impact of path-loss, shadowing and fast fading. This system has so far been studied either considering the only impact of path-loss and Rayleigh fading, or considering the same channel model as in our case but providing very complex outage probability expressions. Then, we provide an outage probability expression in a wideband communication context implementing the Time Reversal (TR) transmission technique considering the impact of fast fading. In a second study, we focus on multiple antenna systems. We study the performance of a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system implementing a transmit and a receivediversity schemes namely the Alamouti code and the Maximum Ratio Combining (MRC).

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Multiple Input and Multiple Output (MIMO) is one of the techniques used tiimprove the system performance. In this thesis, we improve and evaluate the system performance of MIMO deploying MRT technique at the transmitter and MRCtechnique at the receiver with an assuming that the system can obtain perfect CSI.We derived expressions for outage probability and symbol error rate and simulationgraphs for SISO, SIMO, MISO, and MIMO in terms of outage probability. Our results show that the MIMO system performance is better than other configurations.We also observed that SISO have the least performance where SIMO and MISOhave same performance. The performance also increases as the number of antennasincrease in the system and it is suggested to use MIMO when performance is givehigh priority than cost.