In der vorliegenden Arbeit wurden bisher publizierte Daten über LIE-CT des Myokards in Form einer Metaanalyse systematisch ausgewertet. Das primäre Ziel der Metaanalyse war, bisherige Erkenntnisse über die Treffsicherheit der LIE-CT in Bezug auf infarzierte Myokardabschnitte quantitativ zusammenzufassen. Nach Entfernung der Duplikate ergab die Suche in den vier Datenbanken insgesamt 914 unterschiedliche Treffer. Letztlich wurden 12 Studien eingeschlossen (336 Patienten; 268 männlich, 68 weiblich; das mittlere Alter der Patienten variierte zwischen 55 und 67,7 Jahren). Die AUC (area under the curve) der SROC-Kurve (summary receiver operating characteristic curve) als Maß für die Treffsicherheit der LIE-CT für infarzierte Segmente beträgt 0,95 (95 % CI: 0,93 - 0,97). Die gepoolte Sensitivität der LIE-CT beträgt 0,81 (95 % CI: 0,75 - 0,87) und eine gepoolte Spezifität von 0,97 (95 % CI: 0,95 - 0,98). Fünf der eingeschlossenen 12 Studien (mit insgesamt 126 Patienten) haben zusätzlich den transmuralen Charakter der Myokardnarben ausgewertet. In Bezug auf transmurale infarzierte Myokardsegmente beträgt die AUC 0,94 (95 % CI: 0,91 - 0,95). Die gepoolte Sensitivität der LIE-CT für transmurale Infarkte beträgt 0,81 (95 % CI: 0,74 -0 ,86) und die gepoolte Spezifität 0,96 (95 % CI: 0,93 - 0,98). Das diagnostische Odds Ratio der gepoolten Daten war 146 (95 % CI: 65 - 331). I2 beträgt 97,95 % (95 % CI: 94 - 99 %), vereinbar mit einer hohen Heterogenität. Die Ergebnisse des Deeks-Tests (als Maß für die Publikationsbias) waren nicht statistisch signifikant (p = 0,08 beziehungsweise p = 0,84). Zu den Limitationen der Arbeit gehören die Verwendung anderer bildgebender Verfahren als Referenzstandard, die Heterogenität der eingeschlossenen Studien, den Einschluss sowohl von Patienten mit subakuten als auch mit alten Myokardinfarkten und die geringe Anzahl von Studien, die Angaben zum transmuralen Charakter der Infarkte machen. Insgesamt sprechen die Ergebnisse dafür, dass die LIE-CT eine relativ hohe Sensitivität und eine sehr hohe Spezifität für Myokardinfarkte hat. Die Sensitivität ist niedriger als die Referenzmethode LGE-MRT, während die hohe Spezifität darauf hindeutet, dass beide Methoden zumindest in dieser Hinsicht ähnlich gut sind. Anhand der vorliegenden Daten kann die LIE-CT nicht als Ersatz für die LGE-MRT empfohlen werden, wenn die Myokardvitalität die primäre diagnostische Fragestellung ist. Dagegen könnte die LIE-CT eine sinnvolle Erweiterung des CT-Protokolls bei Patienten sein, bei denen im Rahmen der CT-Koronarangiographie hochgradige Stenosen oder Verschlüsse gefunden werden.:Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Pathophysiologie und Epidemiologie der Myokardischämie 1.2 Therapie des chronischen Koronarsyndroms 1.3 Myokardvitalität und bildgebende Diagnostik 1.3.1 Echokardiographie 1.3.2 Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT) 1.3.3 Positronenemissionstomographie (PET) 1.3.4 Magnetresonanztomographie (MRT) 1.3.5 Computertomographie (CT) 1.4 Fragestellung 2 Material und Methoden 2.1 Studiensuche und -selektion 2.2 Ethikvotum 2.3 Datenextraktion 2.4 Statistische Auswertung 2.4.1 Heterogenität 2.4.2 Publikationsbias 2.4.3 Methodische Qualität 3 Ergebnisse 3.1 Literaturrecherche 3.2 Eingeschlossene Studien 3.2.1 Studiendesign und Patientenzahlen 3.2.2 akute vs. chronische Infarkte 3.2.3 Referenzstandard 3.2.4 CT-Untersuchungstechnik 3.2.5 Heterogenität der Studien 3.3 Publikationsbias 3.4 Methodische Qualität 4 Diskussion 4.1 LIE-CT in der Metaanalyse und in den eingeschlossenen Einzelstudien 4.2 Transmuralität der Infarktareale 4.3 Strahlenbelastung 4.4 LIE-CT und LGE-MRT 4.5 LIE-CT und andere Verfahren zur Beurteilung der Myokardvitalität 4.5.1 SPECT 4.5.2 PET 4.5.3 Dobutamin-Stressechokardiographie (DSE) 4.6 LIE-CT bei nicht-ischämischen Fragestellungen 4.7 Methodische Qualität 4.8 Limitationen 4.9 Optimierungspotential der LIE-CT und Ausblick Zusammenfassung Summary Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Literaturverzeichnis / We performed a meta-analysis of published data on late iodine enhancement computed tomography (LIE-CT) in patients with myocardial infarction. The aim of the meta-analysis was to evaluate the accuracy of LIE-CT in detecting infarcted myocardial segments. After removal of duplicates the initial search of the four databases identified 914 potentially matching articles. After further selection based on article titles, abstracts and then full texts, 12 studies were finally included in the meta-analysis (336 patients; 268 male, 68 female; median patient age between 55 und 67.7 years). The AUC (area under the curve) of the SROC curve (summary receiver operating characteristic curve) as a measure of the accuracy of LIE CT for infarcted segments is 0.95 (95 % CI: 0.93 - 0.97). The pooled sensitivity of LIE-CT was 0.81 (95 % CI: 0.75 - 0.87) and the pooled specificity was 0,97 (95 % CI: 0.95 - 0.98). Five of the 12 included studies also have evaluated the performance of LIE-CT for differentiating between transmural and non-transmural infarctions. In this case the AUC was 0.94 (95 % CI: 0.91 - 0.95). The pooled sensitivity of LIE-CT for transmural Infarctions was 0.81 (95 % CI: 0.74 - 0.86) and the pooled specificity 0.96 (95 % CI: 0.93 - 0.98). The diagnostic odds ratio of the pooled data was 146 (95 % CI: 65 - 331). I2 was 97.95 % (95 % CI: 94 - 99 %), consistent with high heterogeneity. The results of the Deek`s test, which served as a measure for publication bias were not statistically significant (p = 0.08 and p = 0.84, respectively). Among the limitations of the current study are the use of other imaging modalities as a reference standard, the heterogeneity of included studies, the inclusion of both subacute and chronic infarct cases and the low number of studies which have evaluated the transmurality of the infarctions. The results of this meta-analysis confirm that LIE-CT has a relatively high sensitivity and a very high specificity for myocardial infarctions. The sensitivity is lower compared to the reference standard LGE-MRI, while the high specificity shows that both methods are comparable at least in this regard. Based on the data summarized in this meta-analysis, LIE-CT cannot be recommended as a replacement for LGE-MRI when evaluating myocardial viability is the main purpose of the imaging examination. LIE-CT can be a helpful addition to cardiac CT exam protocols, when a high-grade stenosis or occlusion is found on coronary CT angiography.:Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Pathophysiologie und Epidemiologie der Myokardischämie 1.2 Therapie des chronischen Koronarsyndroms 1.3 Myokardvitalität und bildgebende Diagnostik 1.3.1 Echokardiographie 1.3.2 Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT) 1.3.3 Positronenemissionstomographie (PET) 1.3.4 Magnetresonanztomographie (MRT) 1.3.5 Computertomographie (CT) 1.4 Fragestellung 2 Material und Methoden 2.1 Studiensuche und -selektion 2.2 Ethikvotum 2.3 Datenextraktion 2.4 Statistische Auswertung 2.4.1 Heterogenität 2.4.2 Publikationsbias 2.4.3 Methodische Qualität 3 Ergebnisse 3.1 Literaturrecherche 3.2 Eingeschlossene Studien 3.2.1 Studiendesign und Patientenzahlen 3.2.2 akute vs. chronische Infarkte 3.2.3 Referenzstandard 3.2.4 CT-Untersuchungstechnik 3.2.5 Heterogenität der Studien 3.3 Publikationsbias 3.4 Methodische Qualität 4 Diskussion 4.1 LIE-CT in der Metaanalyse und in den eingeschlossenen Einzelstudien 4.2 Transmuralität der Infarktareale 4.3 Strahlenbelastung 4.4 LIE-CT und LGE-MRT 4.5 LIE-CT und andere Verfahren zur Beurteilung der Myokardvitalität 4.5.1 SPECT 4.5.2 PET 4.5.3 Dobutamin-Stressechokardiographie (DSE) 4.6 LIE-CT bei nicht-ischämischen Fragestellungen 4.7 Methodische Qualität 4.8 Limitationen 4.9 Optimierungspotential der LIE-CT und Ausblick Zusammenfassung Summary Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Literaturverzeichnis

This thesis describes the electrical and physiological characterization of cardiac tissue with myocardial infarction (MI) responsible for abnormal cardiac rhythms such as ventricular tachycardia (VT), using a newly-developed magnetic resonance imaging (MRI) electrophysiology system. In electrophysiology (EP), radiofrequency (RF) catheter ablation combined with cardioverter-defibrillator implantation is a first-line action to manage ventricular VT. Unfortunately, this therapy is known to have sub-optimal success rates in a large number of patients because of difficulties to accurately identifying the arrhythmic target regions. Currently, characterization of post-MI scars is performed by using catheters to measure electrical signals of the endocardial tissue (electroanatomical mapping), under x-ray fluoroscopy guidance. Prolonged radiation exposure to both the cardiologist and the patient have made the use of MRI extremely attractive; further, unlike x-ray imaging, MRI provides post-MI scars with direct visualization, characterization in three dimensions and the ability to visualize ablation lesions. Although recent research has focused on registration between pre-acquired MR images and electroanatomical maps, a potentially more useful approach is to use real-time MRI to directly locate and characterize potential arrhythmogenic regions during the EP procedure. A real-time MR-guided EP system was developed and validated to perform EP diagnostic procedures, such as mapping and pacing. In a series of animal studies, the system demonstrated the ability to use active catheter tracking and intra-procedural MR imaging to navigate to specific regions in the left ventricle and record intracardiac electrical signals. A study correlating myocardial fibrotic scar detected by multicontrast late enhancement (MCLE) MRI and electroanatomical voltage mapping demonstrated that MRI information (transmurality, tissue classification, and relaxation rate) can accurately predict areas of myocardial fibrosis identified with bipolar voltage mapping. Finally, MCLE-derived gray zone was shown to have a high correspondence to regions with a high proportion of abnormal intracardiac signals. The methods described in this thesis help advance the understanding of infarcted tissue responsible for ventricular tachycardia. Further studies are proposed to perform RF ablation lesions and correlate pre- and post-ablation tissue electrophysiological properties with MRI.

This thesis describes the electrical and physiological characterization of cardiac tissue with myocardial infarction (MI) responsible for abnormal cardiac rhythms such as ventricular tachycardia (VT), using a newly-developed magnetic resonance imaging (MRI) electrophysiology system. In electrophysiology (EP), radiofrequency (RF) catheter ablation combined with cardioverter-defibrillator implantation is a first-line action to manage ventricular VT. Unfortunately, this therapy is known to have sub-optimal success rates in a large number of patients because of difficulties to accurately identifying the arrhythmic target regions. Currently, characterization of post-MI scars is performed by using catheters to measure electrical signals of the endocardial tissue (electroanatomical mapping), under x-ray fluoroscopy guidance. Prolonged radiation exposure to both the cardiologist and the patient have made the use of MRI extremely attractive; further, unlike x-ray imaging, MRI provides post-MI scars with direct visualization, characterization in three dimensions and the ability to visualize ablation lesions. Although recent research has focused on registration between pre-acquired MR images and electroanatomical maps, a potentially more useful approach is to use real-time MRI to directly locate and characterize potential arrhythmogenic regions during the EP procedure. A real-time MR-guided EP system was developed and validated to perform EP diagnostic procedures, such as mapping and pacing. In a series of animal studies, the system demonstrated the ability to use active catheter tracking and intra-procedural MR imaging to navigate to specific regions in the left ventricle and record intracardiac electrical signals. A study correlating myocardial fibrotic scar detected by multicontrast late enhancement (MCLE) MRI and electroanatomical voltage mapping demonstrated that MRI information (transmurality, tissue classification, and relaxation rate) can accurately predict areas of myocardial fibrosis identified with bipolar voltage mapping. Finally, MCLE-derived gray zone was shown to have a high correspondence to regions with a high proportion of abnormal intracardiac signals. The methods described in this thesis help advance the understanding of infarcted tissue responsible for ventricular tachycardia. Further studies are proposed to perform RF ablation lesions and correlate pre- and post-ablation tissue electrophysiological properties with MRI.

Thermoablationsverfahren werden in der klinischen Routine zur Therapie bei Patienten mit primären Lebertumoren und Lebermetastasen eingesetzt, bei denen von einer Operation abgesehen wird. Die laserinduzierte Thermotherapie (LITT) ist ein minimal invasives radiologisches Verfahren zur perkutanen Tumorablation. Mit der Magnetresonanztomographie (MRT) am Hochfeldtomographen (1.5 Tesla) steht eine radiologische Methode mit der Option einer präzisen Prozesskontrolle der Thermoablation und einer suffizienten Erfolgskontrolle zur Verfügung. Ziel dieser Arbeit war es, im Tierexperiment die Anwendung der LITT zur Ablation von Pankreasgewebe zu erproben, das Potenzial der MRT für die Prozesskontrolle der LITT am Pankreas zu bestimmen und neue MRT-Sequenzen mit neuen Kontrastmitteln für die Optimierung der Erfolgskontrolle zu erforschen. Die LITT am Pankreas im Rahmen einer Pilotstudie an 15 Läuferschweinen war perkutan komplikationsarm durchführbar, generalisierte Pankreatitiden oder Blutungen traten nicht auf. Die qualitative Prozessbeobachtung mittels thermosensitiver Sequenzen zeigte eine hohe Übereinstimmung zwischen magnetresonanztomographisch dokumentierten Thermoeffekten und histopathologisch verifizierten thermisch induzierten Nekrosen. Die Untersuchung und invasive Kalibrierung verschiedener Messmethoden in vivo zur quantitativen MRT-Thermometrie ergab Vorteile für den Einsatz der Protonenresonanzfrequenz-Methode. Zur Optimierung der Erfolgskontrolle nach LITT von Lebergewebe im Tierexperiment sowie klinisch bei Lebermetastasen wurden die MRT-Kontrastmittel Gadomesoporphyrin, Eisenoxid und Gadobutrol erprobt. Mittels Spätaufnahmen 6 - 18 h post injectionem wurden mit Gadobutrol thermisch induzierte Nekrosen präzise visualisiert. / Thermoablation of primary liver tumors and liver metastases is widely used in patients without surgical options. The laser-induced thermotherapy (LITT) is a minimal invasive radiologic procedure for percutaneous tumor ablation. With high field magnetic resonance imaging at 1.5, monitoring of thermoablation and visualization of thermal induced ablation zones can be performed precisely. Aim of this work was to investigate the feasibility of MR-guided LITT of pancreatic tissue and to optimise the contrast between thermal induced lesions, residual tumor and normal tissue after LITT procedure. MR-guided LITT was feasible in 15 female pigs, generalized pancreatitis or bleeding did not occur. MR monitoring by thermosensitive sequences precisely visualized thermal induced ablation zones verified by histopathologic examination. Best results of MR thermometry (thermo-mapping) were obtained by proton resonance frequency method. Gadolinum- mesoporphyrine, superparamagnetic iron oxides (SPIO) and gadobutrol were used to optimise ablation control. Late enhanced imaging 6 - 18 hours after injection of gadobutrol precisely visualized thermal induced necrosis. In conclusion, percutaneous MR guided LITT of pancreatic tissue of female pigs was feasible and monitoring of thermoablation could be performed accurately. In contrast to other imaging methods, MR using new contrast agents enables accurate visualization of thermal induced necrosis.