In der S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Morbus Crohn“ von 2008 war lediglich die Sonographie als primär bildgebendes Verfahren verankert; der Einsatz der Dünndarm-MRT blieb optional und ohne feste Position im Diagnostik-Algorithmus der CED. Im Unterschied hierzu stärkt die 2014 aktualisierte entsprechende S3-Leitlinie den Stellenwert der MRT als bildgebende Modalität. Weiterhin bestehen bleibt die Sonographie als primäre Bildgebung; eine MRT soll jedoch ebenfalls erfolgen: zur Primärdiagnostik, zur Erkennung extraintestinaler Komplikationen und zur Beurteilung endoskopisch nicht einsehbarer Darmabschnitte. Darüber hinaus kann sie in Verlaufskontrollen angewendet werden, falls erforderlich. Da sich diese jungen Patienten bei langer Krankheitsdauer in der Regel einer hohen Zahl an Untersuchungen unterziehen, sollte die Möglichkeit, dies strahlenexpositionsfrei durchführen zu können, unbedingt gewährleistet werden. Andernfalls ist mit einer erhöhten Rate an Malignomen im späteren Lebensalter zu rechnen. Daraus ergibt sich die Bedeutung einer Korrelation von mittels Ultraschall wie MRT erhobenen Befunden bei kindlicher CED. Hierzu liegen bislang nur wenige Untersuchungen vor, die zumeist auf den additiven Wert der Sonographie zur MRT und/oder dem additiven Wert der MR-Perfusionsanalyse fokussieren. Der hier vorgestellte Ansatz einer direkten Korrelation der Parameter Wanddicke und Perfusionsmarker zwischen Sonographie und MRT sowie gegenüber klinischen Aktivitätsmarkern (shPCDAI) ist innovativ. Für das MRT konnten wir eine signifikante Korrelation von Wanddicke und Signalintensitätszunahme zwei Minuten nach Kontrastmittelgabe für das terminale Ileum, der Prädilektionsstelle des Morbus Crohn, nachweisen. Ein Zusammenhang zwischen Wanddicke und klinischem Aktivitätsindex konnte nicht gezeigt werden, jedoch zwischen Signalintensitätszunahme und short PCDAI. Die Perfusionsanalyse sollte daher unserer Ansicht nach bei MRT-Untersuchungen zur Beantwortung der Frage „aktive Entzündung“ herangezogen werden. Für die Sonographie konnten wir keinen Zusammenhang von Wanddicke und Perfusion, jedoch eine signifikante Korrelation von Wanddicke und short PCDAI nachweisen. Die Perfusion korrelierte wiederum nicht mit dem klinischen Aktivitätsindex. Die morphologische Wanddickenanalyse sollte daher für Sonographie-Untersuchungen zur Beantwortung der Frage „aktive Entzündung“ herangezogen werden. Bei der Korrelation der MRT- und Sonographie-Ergebnisse zeigte sich ein gutes Übereinstimmen der Daten der Darmwanddicken-Messungen, die höchste Korrelation ergab sich im terminalen Ileum. Auch für Signalintensitätszunahmen (MRT) und Perfusion (FKDS) zeigte sich ein gutes Übereinstimmen – mit Ausnahme des Rektosigmoids (späte KM-Phase). Die größte Korrelation war auch hier im terminalen Ileum zu finden. Dies belegt die gute Vergleichbarkeit beider Modalitäten. Eine Korrelation von MRAIs – USAI – shPCDAI ließ sich nicht nachweisen. Dies könnte an einer divergenten Einschätzung der Erkrankungsaktivität, jedoch auch an der kleinen Fallzahl liegen. Zur Erstellung des shPCDAI waren die retrospektiv erhobenen Variablen teils nicht ausreichend. Hauptlimitation für den USAI war die – teils durch Darmgasüberlagerung bedingte – unvollständige Dokumentation. Die Stärke des MRAI lag dagegen bei konstant vorliegenden Messungen in fünf Darmabschnitten. Trotz dieser Limitationen belegt die vorliegende Arbeit die Gleichwertigkeit beider Methoden in der Beurteilung von Darmwanddicken und eine bessere Korrelation wie Aussagekraft der MRT bei der Perfusionsanalyse. Aktuelle Publikationen belegen die Bedeutung Diffusionsgewichteter-MR-Bildgebung bei der CED-Diagnostik. Die DWI wurde im Rahmen unserer Untersuchung nicht angewendet, wird aber in Zukunft als vielversprechender, additiver Baustein oder sogar Ersatz für die Kontrastmittelgabe (Perfusionsanalyse) für MRT bei CED zu evaluieren sein. / Comparison of the validity of magnetic resonance enterography and colour-coded duplex sonography in chronic inflammatory bowel disease in childhood and youth

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Kompatibilität in der medizinischen Bildgebung unter zwei verschiedenen Aspekten: (A) Beeinflussung von Gradientenfeldern durch das Magnetsystem eines Magnetresonanztomographen. (B) Beeinflussung elektronischer Bauteile durch ionisierende Strahlung. Imperfektionen in der Gradientenhardware (7–13) führen dazu, dass nicht die ideale zeitliche Gradientenform ausgespielt wird, sondern eine verzerrte Version der Gradienten (6,14). In der nicht-kartesischen Bildgebung führen diese resultierenden Abweichungen in den k-Raum Trajektorien zu Bildartefakten, die sich negativ auf die Diagnosestellung auswirken können. Die linearen und zeitinvarianten Eigenschaften des Gradientensystems ermöglichen die Bestimmung der Übertragungsfunktion (GSTF) (20). Diese Übertragungsfunktion kann innerhalb der Bildrekonstruktion zur Trajektorienkorrektur verwendet werden (14,15,70). In dieser Arbeit wurden mit der Feldkamera (Skope Magnetic Resonance Technologies, Zürich, Schweiz) (22,23) und der schichtselektiven Phantommethode (5,6) zwei etablierte GSTF-Messverfahren verglichen. Dabei wurde die Notwendigkeit einer Abtastzeitkompensation festgestellt, um die GSTF-Informationen entsprechend der gewählten Abtastzeit zu korrigieren (s. Abbildung 16) und die Trajektorien hinreichend zu korrigieren und damit Bildartefakte zu reduzieren. Die Langzeit- und Temperaturanalyse der GSTF zeigte für zwei verschiedene Siemens-Tomographen (Siemens Healthcare, Erlangen, Germany) eine Langzeit und Temperaturstabilität, auch bei extensiven Duty-Cyclen. Damit lässt sich auch einfach eine Pre-emphasis-Korrektur der Gradienten realisieren, was exemplarisch mit einer Zig-Zag- und einer Spiral-Sequenz gezeigt werden konnte. Die GSTF-Pre-emphasis-Korrektur lieferte dabei ähnliche Ergebnisse wie die GSTF-Post-Processing-Technik (s. Abbildung 44 und 47). In Bezug auf die Kompatibilität in der medizinischen Bildgebung wurde in dieser Arbeit auch die Beeinflussung von medizinischen Implantaten durch ionisierende Strahlung untersucht. Herzschrittmacher, Kardioverter-Defibrillatoren oder andere aktive medizini- sche Implantate können in ihrer Funktion durch ionisierende Strahlung, die bei verschiedenen diagnostischen und therapeutischen Anwendungen appliziert wird, beeinträchtigt werden (28,97,111). In dieser Studie wurden verschiedene elektronische Bauteile, wie Kondensatoren, Transistoren, Batterien und Speicherkarten in einer gewebeäquivalenten Messumgebung bestrahlt und dabei auf ihre Funktionalität überprüft. Die Messumgebung simuliert dabei die Wechselwirkungseigenschaften von menschlichem Gewebe mit ionisierender Strahlung in einem Energiebereich von 10 keV – 6 MeV. Zudem ermöglicht sie mit der Einschubeinheit die Integration von Implantaten/elektronischen Bauteilen, sowie eine realistische Bestrahlungsplanung und Dosisverifikation (35,77). Bei den Kondensatoren zeigten sich während der Bestrahlung ein verändertes Funktionsverhalten, mit signifikant abweichenden Spannungen und Zeitkonstanten gegenüber dem unbestrahlten Zustand. Auch die Batterien haben sich während der Bestrahlung signifikant schneller entladen, als ohne Strahlungsapplikation. Nach der Bestrahlung konnten bei den untersuchten SD-Speicherkarten auch Veränderungen in den Speicherzellen festgestellt werden. Bei den Transistoren war aufgrund von Fehlern im Messsetup und dem Schaltungsdesign keine genauere teststatistische Auswertung möglich. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich charakteristische Kenngrößen der untersuchten Bauteile bei Strahlungsapplikation signifikant veränderten. / This work reports on the compatibility in medical imaging in two different aspects: (A) Influence of gradient fields by the magnetic system of a magnetic resonance tomograph. (B) Influence of electronic components by ionizing radiation. Imperfections in the gradient hardware (7–13) cause that not the ideal temporal gradient waveform is played out, but a distorted version of the gradient (6,14). In non-Cartesian imaging, the resulting deviations in the k-space trajectories lead to image artifacts that can adversely affect medical diagnosis. The linear and time-invariant properties of the gradient system enable the determination of the transfer function (GSTF) (20). This transfer function can be used for trajectory correction during image reconstruction (14,15,70). In this work, two established GSTF measuring methods were compared: the field camera (Skope Magnetic Resonance Technologies, Zurich, Switzerland) (22,23) and the sliceselective phantom method (10,43). The need for a dwell time compensation was determined to correct the GSTF information according to the selected sampling time (see Figure 18) and to correct the trajectories sufficiently to finally diminish image artifacts properly. The long-term and temperature analysis of the GSTF showed a long-term and temperature stability for two different Siemens scanners (Siemens Healthcare, Erlangen, Germany), even at extensive duty cycles. These characteristics are important to realize a pre-emphasis correction of the gradients, which could be demonstrated exemplarily with a Zig-Zag and a spiral sequence. The pre-emphasis correction provided similar results as the GSTF post-processing technique (see Figures 44 and 47). According to the compatibility in medical imaging, the influence of ionizing radiation on medical implants was also examined in this study. Pacemakers, cardioverter-defibrillators or other active medical implants may be impaired in their function by ionizing radiation which is applied in various diagnostic and therapeutic applications (28,97,111). In this work, various electronic components such as capacitors, transistors, batteries and memory cards were irradiated in a tissue-equivalent measurement environment and their functionality was analyzed. The measurement environment simulates the interaction of human tissue with ionizing radiation in an energy range of 10 keV - 6 MeV. It also enables the integration of implants/electronic components using a plug-in unit, as well as realistic treatment planning and dose verification procedures (35,77). The capacitors showed changes in functional behavior during irradiation, with significantly deviating voltages and time constants. The batteries also discharged significantly faster during irradiation than without. After irradiation, changes in the memory could also be detected for the examined memory cards. For the transistors, no clear result could be derived due to errors in the measurement setup. In summary, characteristic parameters of the examined components showed significant changes with the application of radiation.

In summary, the wave-CAIPI k-space trajectory presents an efficient sampling strategy for accelerated MR acquisitions. Using wave-CAIPI in parallel imaging reconstructions leads to a reduced noise level in the reconstructed images, compared to the Cartesian standard trajectory. This effect could be quantified by means of noise and SNR calculations. An SNR gain can be traded for a reduced scan time, i.e., additional undersampling, or for an enhanced image quality, keeping scan time constant. Acceleration of MR imaging is especially important in dynamic applications, since these examinations are inherently time-consuming. The impact of wave-CAIPI sampling on image quality and its potential for scan time reduction was investigated for two dynamic applications: self-gated dynamic 3D lung MRI during free breathing and cardiac 4D flow MRI. Dynamic 3D Lung MRI By employing wave-CAIPI sampling in self-gated, free-breathing dynamic 3D lung MRI for the purpose of radiotherapy treatment planning, the image quality of accelerated scans could be enhanced. Volunteer examinations were used to quantify image quality by means of similarity between accelerated and reference images. To this end, the normalized mutual information and the root-mean-square error were chosen as quantitative image similarity measures. The wave-CAIPI sampling was shown to exhibit superior quality, especially for short scan times. The values of the normalized mutual information were (10.2 +- 7.3)% higher in the wave-CAIPI case -- the root-mean-square error was (18.9 +- 13.2)% lower on average. SNR calculations suggest an average SNR benefit of around 14% for the wave-CAIPI, compared to Cartesian sampling. Resolution of the lung in 8 breathing states can be achieved in only 2 minutes. By using the wave-CAIPI k-space trajectory, precise tumor delineation and assessment of respiration-induced displacement is facilitated. Cardiac 4D Flow MRI In 4D flow MRI, acceleration of the image acquisition is essential to incorporate the corresponding scan protocols into clinical routine. In this work, a retrospective 6-fold acceleration of the image acquisition was realized. Cartesian and wave-CAIPI 4D flow examinations of healthy volunteers were used to quantify uncertainties in flow parameters for the respective sampling schemes. By employing wave-CAIPI sampling, the estimated errors in flow parameters in 6-fold accelerated scans could be reduced by up to 55%. Noise calculations showed that the noise level in 6-fold accelerated 4D flow acquisitions with wave-CAIPI is 43% lower, compared to Cartesian sampling. Comparisons between Cartesian and wave-CAIPI 4D flow examinations with a prospective acceleration factor R=2 revealed small, but partly statistically significant discrepancies. Differences between 2-fold and 6-fold accelerated wave-CAIPI scans are comparable to the differences between Cartesian and wave-CAIPI examinations at R=2. Wave-CAIPI 4D flow acquisitions of the aorta could be performed with an average, simulated scan time of under 4 minutes, with reduced uncertainties in flow parameters. Important visualizations of hemodynamic flow patterns in the aorta were only slightly affected by undersampling in the wave-CAIPI case, whereas for Cartesian sampling, considerable discrepancies were observed. / Die wave-CAIPI k-Raum Trajektorie stellt eine effiziente Methode für beschleunigte MRT Akquisitionen dar. Die Benutzung der wave-CAIPI Trajektorie anstelle der kartesischen Standardmethode in der parallelen Bildgebung führt zu einem reduzierten Rausch-Niveau in den rekonstruierten Bildern. Dieser Effekt kann durch Berechnungen des Rauschpegels und des Signal-zu-Rausch Verhältnisses (SNR) quantifiziert werden. Das höhere Signal-zu-Rausch Verhältnis kann genutzt werden, um entweder die Akquisition durch eine höhere Unterabtastung zu beschleunigen, oder um die Bildqualität zu verbessern. Die Beschleunigung von MRT Akquisitionen ist besonders in dynamischen Anwendungen wichtig, da diese Untersuchungen inhärent sehr zeitaufwendig sind. Der Einfluss der wave-CAIPI Methode auf die Bildqualität und das Beschleunigungspotenzial der Messung wurde in dieser Arbeit sowohl für selbst-navigierte, dynamische 3D Lungenbildgebung, als auch für 4D Fluss MRTs des Herzens untersucht Dynamische 3D Lungen MRT Durch die Verwendung der wave-CAIPI Samplingmethode konnte die Bildqualität von selbst-navigierten, dynamischen 3D Lungen MRTs bei freier Atmung verbessert werden. Eine wichtige Anwendung dieser Technik liegt im Bereich der Strahlentherapieplanung. Dabei wurde im Rahmen einer Probandenstudie die Bildqualität anhand der Ähnlichkeit zwischen beschleunigten Bildern und den jeweiligen Referenzen quantifiziert. Zu diesem Zweck wurden die normalized mutual information und der root-mean-square error als quantitative Maße gewählt. Es konnte gezeigt werden, dass -- besonders bei kurzen Akquisitionszeiten -- die wave-CAIPI Methode zu besserer Bildqualität führte, verglichen mit dem kartesischen Standard. Berechnungen der normalized mutual information ergaben im Mittel (10.2 +- 7.3)% höhere Werte für die wave-CAIPI Methode -- der root-mean-square error war (18.9 +- 13.2)% geringer. Darüber hinaus lieferte die wave-CAIPI ein um etwa 14% höheres mittleres SNR. In 2 Minuten konnte die Atembewegung der Lunge in 8 Atemzustände aufgelöst werden. Eine präzise Tumor-Abgrenzung und die Evaluierung von respirationsinduzierten Tumorbewegungen wird durch die Verwendung der wave-CAIPI Methode vereinfacht. 4D Fluss Herz MRT Die Beschleunigung von 4D Fluss MRTs ist essentiell, um solche Untersuchungen in die klinische Routine zu integrieren. In der präsentierten Arbeit wurde eine 6-fache retrospektive Beschleunigung realisiert. 4D Fluss Untersuchungen von gesunden Probanden mit der wave-CAIPI und mit der kartesischen Samplingmethode wurden verwendet, um Unsicherheiten in verschiedenen Flussparametern für die beiden Samplingmethoden zu berechnen. Dabei zeigte sich, dass die geschätzten Fehler in den Flussparametern der 6-fach beschleunigten wave-CAIPI Untersuchungen bis zu 55% geringer sind als die Fehler der kartesischen Messungen. Ferner zeigten Rausch-Analysen, dass die beschleunigten wave-CAIPI Aufnahmen ein um 43% geringeres Rausch-Niveau aufweisen. Vergleiche zwischen Flussparametern, die aus 2-fach beschleunigten wave-CAIPI und kartesischen Messungen berechnet wurden, zeigten kleine, aber teilweise statistisch signifikante Unterschiede zwischen den beiden Methoden. Unterschiede zwischen 2-fach und 6-fach beschleunigten wave-CAIPI Aufnahmen sind vergleichbar mit den Unterschieden zwischen der wave-CAIPI Methode und der kartesischen Methode bei R=2. Wave-CAIPI 4D Fluss Aufnahmen des Herzens konnten mit einer mittleren, simulierten Aufnahmezeit von unter 4 Minuten durchgeführt werden. Die effizientere Samplingmethode ermöglichte dabei erheblich reduzierte Unsicherheiten in den berechneten Flussparametern. Wichtige Visualisierungen des Blutflusses in der Aorta wurden im Falle der wave-CAIPI Methode kaum von der Unterabtastung beeinflusst. Hingegen wiesen die Visualisierungen der beschleunigten kartesischen Messungen erhebliche Diskrepanzen auf.

Die vorliegende Arbeit untesucht die Darstellung tumoröser und entzündlicher muskuloskelettaler Läsionen mit der diffusionsgewichteten MRT-Bildgebung bei Kindern und Jugendlichen. Es sollten die Machbarkeit und die Zuverlässigkeit der Methode in der klinischen Routinebildgebung überprüft werden. Zusätzlich untersuchten wir den Einsatz von ADC-Werten zur Differenzierung von malignen und benignen Tumoren sowie bei inflammatorischen Knochen- und Weichteilbefunden. Wie die klassische MRT, ist die diffusionsgewichtete Bildgebung nicht-invasiv: da der Bildkontrast allein mittels magnetischer Feldgradienten erzielt wird, erfordert sie weder eine Injektion von Kontrastmitteln, noch den Einsatz von ionisierender Strahlung. Sie garantiert eine schnelle Aquisitionstechink um Artefakte zu begrenzen und die Untersuchungen kindergerechter zu gestalten. Die von uns erfassten Daten wurden in zwei unterschiedlichen Studien aufgeteilt. Die Erste Studie erfasst Ergebnisse bzgl. der Detektion und Dignitätsabschätzung kinderlicher muskuloskelettaler Tumoren mittels diffusionsgewichteten MRT Bilder. Das zweite Forschungsprojekt, befasst sich mit dem erstmaligen Einsatz der diffusionsgewichteten MRT zur Identifikation und Differenzierung von Knochenmarködem, Weichteilödem und Synovitis bei pädiatrischen Patienten. / This study investigates the presentation of tumorous and inflammatory musculoskeletal lesions by diffusion-weighted MRI imaging in children and adolescents. The feasibility and reliability of the method should be tested in clinical routine imaging. In addition, we investigated the use of ADC values ​​for the differentiation of malignant and benign tumors as well as for inflammatory bone and soft tissue findings. Like the classical MRI, diffusion-weighted imaging is non-invasive: since the image contrast is achieved solely by means of magnetic field gradients, it does not require either the injection of contrast agents or the use of ionizing radiations. This technique allows a quick aquisition to limit artefacts and to shape the investigations in a more child-friendly way. The data we collected were divided into two different studies. The first study records results concerning the detection and dignity-assessment of childhood musculoskeletal tumors using diffusion-weighted MRI images. The second research project deals with the initial use of diffusion-weighted MRI for the identification and differentiation of bone marrow edema, soft tissue edema and synovitis in Pediatric patients.

In dieser Studie wurden 280 Patienten, die im Zeitraum vom 01.01.2008 bis 30.06.2012 am Universitätsklinikum Würzburg aufgrund einer Raumforderung der Leber operiert wurden, analysiert. Davon konnten 150 Patienten mit insgesamt 385 Tumoren bewertet werden. Die zentrale Fragestellung der Arbeit beschäftigte sich damit, die Sensitivität der MR-DWI mit anderen präoperativen bildgebenden Untersuchungsmethoden zu bewerten. Bisherige Studien beschäftigten sich bereits mit dem Vergleich der MR-DWI mit anderen diagnostischen Verfahren. Jedoch wurden dabei nicht konkret die aus Sicht eines Chirurgen wichtigen Punkte detailliert beleuchtet. In dieser Arbeit wurden daher die Ergebnisse der Befunde der MR-DWI, CT und konventionellem MRT dem intraoperativen und histopathologisch gesichertem Endbefund gegenübergestellt und bezüglich der Parameter: Tumordignität, Tumoranzahl, Tumorgröße und Tumorlokalisation verglichen. Während die Sensitivität der MR-DWI zur Tumorlokalisation etwas unter der Sensitivität der CT und MRT lag, konnten für die Parameter Tumoranzahl und Tumordignität bessere Ergebnisse der MR-DWI als für die CT herausgestellt werden. Die Genauigkeit der DWI für diese beiden Punkte liegt nah bei der hohen Sensitivität der MRT. Jedoch müssen die sehr guten Ergebnisse der MRT in dieser Arbeit durch die geringe Anzahl der MRT Untersuchungen relativiert werden. Bezüglich der Tumoranzahl ergibt sich bei der MR-DWI die höchste Sensitivität, gefolgt von MRT und CT. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die MR-DWI wie auch die CT und MRT ein sehr sensitives Verfahren zur Detektion von Leberläsionen darstellt. Dabei müssen gewisse Vor- und Nachteile gegenüber den anderen Methoden abgewogen werden. Eine als ungünstig zu wertende Strahlenexposition besteht nicht, ebenso kein zusätzlicher zeitlicher Aufwand. In nahezu allen hier untersuchten Bereichen zeigte die MR-DWI vorrangig bessere Resultate als die CT. Im Vergleich mit der MRT konnten geringfügig niedrigere oder ähnlich gute Werte ermittelt werden. In Bezug auf die Tumoranzahl war die MR-DWI das sensitivste Verfahren. Um die hier erbrachten Ergebnisse zu sichern, sollten zukünftige Studien die Homogenität der Patienten sowie die Anzahl der CT, MRT und MR-DWI Untersuchungen erhöhen. Weiterhin könnten die Geräteeinstellungen bei der MRDWI an bestimmte Fragestellungen angepasst und so genauere Ergebnisse erzielt werden. Bruegel et al konnte für unterschiedliche Leberläsionen bereits die charakteristischen ADC-Werte ermitteln. In einer weiteren Studie von Kilickesmez wurden ebenfalls maligne und benigne Leberläsionen über die entsprechenden ADC-Werte voneinander abgegrenzt. Daraus ergab sich die Empfehlung, zur Diagnostik von Leberläsionen die konventionelle MRT mit der MRDWI zu ergänzen. Ein weiterer Ansatzpunkt ist die Reduktion von Störfaktoren für die MR-DWI und damit die Verbesserung der Bildbeurteilung. In einer Arbeit von Yu-Chun wurde beispielsweise die optimale Temperatur für die MR-DWI Schnittbildgebung am Tiermodell angewandt und so auf molekularer Ebene die Artefaktbildung reduziert. Eine Verbesserung konnte auch durch Ergänzung der MR-DWI mit anderen Verfahren nachgewiesen werden. MR-DWI in Verbindung mit Kontrastmittel ergab eine erhöhte Sensitivität für kleine HCC bis 2cm als Kontrastmittel-MRT ohne DWI. Es ist zu erwarten, dass die MR-DWI in Zukunft durch exaktere Einstellungen der b- Werte und ADC-Messungen in Abhängigkeit der zu untersuchenden Organregion, durch Reduktion störender Faktoren oder durch Kombination mit anderen bildgebenden Verfahren zur Optimierung der präoperativen Diagnostik bei Lebertumoren beiträgt. / Objective: This study was realized to compare the sensitivity of difusion weighted MRI (DWI) with sensitivity of MRI and CT to find liver tumors. There were 4 parameters determined which are most important for surgeons in pre-surgical preparation: number of tumors, dignity, size and localisation in liver. The comparison was based on these 4 parameters. Materials an methods: In a period of 4 years and 6 months (2008-2012) were analysed 150 patients with 385 tumors. All preoperative findings in DWI, MRI and CT have been compared with intraoperative ultrasound and histopathological results. Results: Referring to the number of tumors DWI was more sensitive (55,68%) than CT (47,41) or MRI (27,78%). Also, in finding hepatocellular carcinoma the DWI had better sensitivity (93,74%) than CT (80%) or MRI (47,67%). In the parameter of size the DWI had correlation in 67,65%, better than CT (61,05%) and worse than MRI (71,42%). A correct correlation of dignity was found in DWI in 71,59%, in MRI 77,78% and in CT 60,91%. The sensitivity in the parameter localisation of DWI was 76,92% in comparison with CT 81,73% and MRI 85,19%. We suspect that the DWI is more sensitive to movements of patients while examination is being proceed. Conclusion: DWI is a very sensitive method for finding liver tumors. In the parameter number of tumors and finding of HCC is more sensitive than CT or MRI. In dignity and size its sensitivity is compareable with CT or MRI and only in localisation the results are a little bit worse. To improve the method for the future it’s neccessary to investigate how to switch off the sensibility for movement and also optimize some frame factors.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Darstellung der plantaren Sprunggelenksregion des Pferdes im MRT. Das typische Signalverhalten des Musculus interosseus medius im MRT soll mit histologischen und sonographischen Untersuchungen abgeglichen werden. Weiterhin wird mit Hilfe des MRT geprüft, ob der charakteristische Binnenaufbau des Musculus interosseus medius einer Veränderung mit zunehmendem Alter der Tiere unterliegt. 27 Gliedmaßen von 22 orthopädisch gesunden Warmblutpferden im Alter von einem Monat bis 25 Jahren wurden magnetresonanztomographisch untersucht. Die MRT – Untersuchung wurde an einem 0,5 Tesla starken Gerät in fünf Sequenzen und drei Schnittebenen durchgeführt. Vergleichend wurde die plantare Sprunggelenksregion bei 14 Tieren ultrasonographisch dargestellt. Die Darstellung der Binnenstruktur des Musculus interosseus medius im MRT sollte deskriptiv erfasst werden. Nachfolgend wurden die Anteile der verschiedenen Gewebsanteile dieser Struktur alterskorrelierend, statistisch ausgewertet und den Signalintensitäten histologisch Gewebe zugeordnet. Grundsätzlich waren alle Strukturen der plantaren Sprunggelenksregion im MRT darstellbar. Unterschiede konnten abhängig von den Strukturen und deren Verlauf in den verschiedenen Schnittebenen festgestellt werden. Die verwendeten Sequenzen zeichneten sich als geeignet für die Weichteildiagnostik aus. In jeder Sequenz zeigte das gewebstypische Signalverhalten charakteristische Grauwertverteilungen. Signifikant am besten ließ sich der Musculus interosseus medius in transversalen Schnittebenen in protonengewichteter Sequenz abgrenzen. Der Binnenaufbau des Musculus interosseus medius konnte in jeder verwendeten Sequenz nachvollzogen werden. Es war keine signifikant feststellbare Korrelation zwischen dem Alter der Pferde und den prozentual ermittelten Gewebsanteilen nachzuweisen. Sonographisch konnte der Musculus interosseus medius weniger gut abgegrenzt werden, auch die Morphologie war nicht so genau nachzuvollziehen. Zur genauen Beurteilung dieser Struktur ist die MRT – Untersuchung der Sonographie überlegen. Den unterschiedlichen Signalverhalten des Musculus interosseus medius konnten histologisch verschiedene Gewebe zugeordnet werden. Dabei handelte es sich um größere Ansammlungen von Fett- und Muskelzellen, die in das sehnige Grundgewebe eingelagert waren. Die Magnetresonanztomographie hat sich als sehr geeignetes Verfahren erwiesen, die Weichteilgewebe der plantaren Sprunggelenksregion des Pferdes gut abgrenzbar darzustellen. Im histologischen Vergleich konnte der Magnetresonanztomographie eine sehr gute Sensitivität und Spezifität nachgewiesen werden.

Image-based quantifications of visceral adipose tissue (VAT) volumes from segmented VAT areas are increasingly considered for risk assessment in obese patients. The goal of this study was to determine the power of partial VAT areas to predict total VAT volume in morbidly obese patients (BMI > 40 kg/m2) as a function of gender, age and anatomical landmarks. 130 morbidly obese patients (mean BMI 46.5 kg/m2; 94 females) underwent IRB-approved MRI. Total VAT volumes were predicted from segmented VAT areas (of single or five adjacent slices) at common axial landmark levels and compared with the measured ones (VVAT-T, about 40 slices between diaphragm and pelvic floor). Standard deviations σ1 and σ5 of the respective VAT volume differences served as measures of agreement. Mean VVAT-T was 4.9 L for females and 8.1 L for males. Best predictions were found at intervertebral spaces L3-L4 for females (σ5 = 688 ml, σ1 = 832 ml) and L1-L2 for males (σ5 = 846 ml, σ1 = 992 ml), irrespective of age. In conclusion, VAT volumes in morbidly obese patients can be reliably predicted by multiplying the segmented VAT area at a gender-specific lumbar reference level with a fixed scaling factor and effective slice thickness.

Background: In PET/MRI, linear photon attenuation coefficients for attenuation correction (AC) cannot be directly derived, and cortical bone is, so far, usually not considered. This results in an underestimation of the average PET signal in PET/MRI. Recently introduced MR-AC methods predicting bone information from anatomic MRI or proton density weighted zero-time imaging may solve this problem in the future. However, there is an ongoing debate if the current error is acceptable for clinical use and/or research. Methods: We examined this feature for [18F] fluorodeoxyglucose (FDG) brain PET in 13 patients with clinical signs of dementia or movement disorders who subsequently underwent PET/CT and PET/MRI on the same day. Multiple MR-AC approaches including a CT-derived AC were applied. Results: The resulting PET data was compared to the CT-derived standard regarding the quantification error and its clinical impact. On a quantitative level, −11.9 to +2 % deviations from the CT-AC standard were found. These deviations, however, did not translate into a systematic diagnostic error. This, as overall patterns of hypometabolism (which are decisive for clinical diagnostics), remained largely unchanged. Conclusions: Despite a quantitative error by the omission of bone in MR-AC, clinical quality of brain [18F]FDG is not relevantly affected. Thus, brain [18F]FDG PET can already, even now with suboptimal MR-AC, be utilized for clinical routine purposes, even though the MR-AC warrants improvement.

Objective: Chronic recurrent multifocal osteomyelitis/ chronic non-bacterial osteomyelitis (CRMO/CNO) is a rare auto-inflammatory disease and typically manifests in terms of musculoskeletal pain. Because of a high frequency of musculoskeletal disorders in children/ adolescents, it can be quite challenging to distinguish CRMO/ CNO from nonspecific musculosketetal pain or from malignancies. The purpose of this study was to evaluate the visibility of CRMO lesions in a whole-body diffusion-weighted imaging (WB-DWI) technique and its potential clinical value to better characterize MR-visible lesions. Materials and methods: Whole-body imaging at 3T was performed in 16 patients (average: 13 years) with confirmed CRMO. The protocol included 2D Short Tau Inversion Recovery (STIR) imaging in coronal and axial orientation as well as diffusion-weighted imaging in axial orientation. Visibility of lesions in DWI and STIR was evaluated by two readers in consensus. The apparent diffusion coefficient (ADC) was measured for every lesion and corresponding reference locations. Results: A total of 33 lesions (on average 2 per patient) visible in STIR and DWI images (b = 800 s/mm2 and ADC maps) were included, predominantly located in the long bones. With a mean value of 1283 mm2/s in lesions, the ADC was significantly higher than in corresponding reference regions (782 mm2/s). By calculating the ratio (lesion to reference), 82% of all lesions showed a relative signal increase of 10% or higher and 76% (25 lesions) showed a signal increase of more than 15%. The median relative signal increase was 69%. Conclusion: This study shows that WB-DWI can be reliably performed in children at 3T and predominantly, the ADC values were substantially elevated in CRMO lesions. WB-DWI in conjunction with clinical data is seen as a promising technique to distinguish benign inflammatory processes (in terms of increased ADC values) from particular malignancies.

Für Patienten mit fortgeschrittener Herzinsuffizienz ist die Herztransplantation die einzige kurative Therapieoption. Die akute Abstoßungsreaktion ist ein entscheidender Faktor der Mortalität nach Transplantation. Zur Früherkennung einer Abstoßungsreaktion gilt nach wie vor die Endomyokardbiopsie als Goldstandard. Diese stellt jedoch ein invasives Verfahren mit seltenen, aber potentiell schwerwiegenden Komplikationen dar. In der vorliegenden Studie wurde die diagnostische Wertigkeit der kardialen Magnetresonanztomographie zur Detektion der Abstoßungsreaktion nach Herztransplantation untersucht. Als Referenz diente die Myokardbiopsie mit histologischer Beurteilung nach dem Schema der International Society of Heart and Lung Transplantation (ISHLT). Insbesondere bei Kombination mehrerer Parameter konnte ein hoher negativ prädiktiver Wert zum Ausschluss einer akuten Abstoßungsreaktion erzielt werden. Dagegen waren Spezifität und positiv prädiktiver Wert zu gering, um eine Therapie-Änderung alleine auf Basis eines positiven MRT-Befundes zu rechtfertigen.