Purpose: To evaluate the efficiency of a multimodality approach consisting of transcatheter arterial chemoembolization (TACE) and radiofrequency ablation (RFA) as bridging therapy for patients with hepatocellular carcinoma (HCC) awaiting orthotopic liver transplantation (OLT) and to evaluate the histopathological response in explant specimens. Materials and Methods: Between April 2001 and November 2011, 36 patients with 50 HCC nodules (1.4–5.0 cm, median 2.8 cm) on the waiting list for liver transplantation were treated by TACE and RFA. The drop-out rate during the follow-up period was recorded. The local efficacy was evaluated by histopathological examination of the explanted livers. Results: During a median follow-up time of 29 (4.0–95.3) months the cumulative drop-out rate for the patients on the waiting list was 0, 2.8, 5.5, 11.0, 13.9 and 16.7% at 3, 6, 12, 24, 36 and 48 months, respectively. 16 patients (with 26 HCC lesions) out of 36 (44.4%) were transplanted by the end of study with a median waiting list time of 13.7 (2.5–37.8) months. The histopathological examination of the explanted specimens revealed a complete necrosis in 20 of 26 HCCs (76.9%), whereas 6 (23.1%) nodules showed viable residual tumor tissue. All transplanted patients are alive at a median time of 29.9 months. Imaging correlation showed 100% specificity and 66.7% sensitivity for the depiction of residual or recurrent tumor. Conclusion: We conclude that TACE combined with RFA could provide an effective treatment to decrease the drop-out rate from the OLT waiting list for HCC patients. Furthermore, this combination therapy results in high rates of complete tumor necrosis as evaluated in the histopathological analysis of the explanted livers. Further randomized trials are needed to demonstrate if there is a benefit in comparison with a single-treatment approach. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

No description available.

<p>Advances in Magnetic Resonance Imaging (MRI) have been made possible through increased field strengths and innovations in radiofrequency (RF) coils. With increasing field strengths, unique challenges are presented in RF coil development, namely the suppression of common-mode currents present along the shields of the cabling that connect the RF coil to the MR scanner. These currents can lead to coupling with the coil, resulting in a reduction of coil sensitivity and signal-to-noise ratio. These currents can induce local electric fields that beyond a certain level can exceed SAR limits and even cause patient burns. Several cable trap designs exist to help address this problem; however, many of the existing designs, such as bazooka cable traps, are rigid and bulky. This leads to increased overall coil weight and impedes the flexibility of the cable. Improving upon these designs, a small, 3D-printed, lightweight elliptical cable trap is presented. The unique geometry makes it invisible to the MR scanner while maintaining significant mutual inductance that can produce up to 380 Ω on the cable. These structures were wrapped with stranded wire containing four breaks for tuning capacitors. 60 of these elliptical cable traps were placed along the length of a 139-cm cable, replacing the standard 4 bazooka cable traps. The results of B₁ distortion and heating tests showed that these elliptical baluns improve RF coil thermodynamic stability, produce less B₁ distortion, and reduce overall coil weight and bulk compared to a cable with four bazooka traps. </p>

<p>There have been several advancements in radiofrequency (RF) coil development for magnetic resonance imaging (MRI) to improve both image quality and patient comfort. Notable to these improvements is the trend towards lightweight and flexible coils allowing for the conformation around a variety of anatomies and body sizes. This allows for a more comfortable patient experience and enhanced signal reception. Despite these improvements, flexible supine coils for dedicated breast imaging, or larger stretchable coil arrays for closer proximity of placement and imaging at degrees of flexion, are not available. Conventional breast coils are rigid and typically require prone positioning which creates uncomfortable pressure points along the sternum. Also, these coils do not encompass the axilla or areas in the upper chest wall. Additionally, surgical planning is performed in the supine position, making it challenging to localize lesions from prone MRI scans. To address these issues, two novel RF coil technologies are presented. Firstly, a flexible, lightweight, 60-channel supine breast coil has been constructed. This coil provides shorter scan times, greater coverage of the breasts, axilla, upper chest wall, and torso while also providing enhanced patient comfort over conventional breast coils. The second RF coil technology is a 20-channel stretchable, multipurpose coil. This coil addresses limitations of conformability around curved surfaces while allowing for the imaging of joints at a bend. Due to the stretchability, this coil exhibited enhanced signal and image quality for a variety of body sizes and anatomies, such as ankles and wrists, when compared to a flexible commercial coil.</p>

Um die Rolle der Temperatur in biologischen Systemen und bei Krankheiten zu definieren; für die Gewährleistung der Sicherheit, zur Erleichterung der Diagnose und zur sicheren Steuerung der Therapie, wird besseres Verständnis von durch hochfrequente (HF) elektromagnetische Wellen induzierter Erwärmung von Gewebe benötigt. Die Magnetresonanz (MR) ist eine unverzichtbare diagnostische Bildgebung. Eine zentrale Abgrenzung der Ultrahochfeld-MR (UHF-MR) ist der Einsatz höherer Frequenzen und kürzerer Wellenlängen. Die veränderte Ausbreitung von HF-Wellen im menschlichen Körper stellt die MR-Sicherheit vor Herausforderungen. Die kleinere Skala der HF-Erwärmung von elektrisch leitfähigen passiven Implantaten während der UHF-MRT wird in aktuellen Richtlinien nicht erfasst. Ich habe einen, auf die Untersuchung der Implantatsicherheit bei UHF-MRT zugeschnittenen, Ansatz entwickelt, der in Phantomen evaluiert, in Testobjekten validiert und zur Bewertung der MR-Sicherheit von kleinen okularen Tantalmarkern (OTMs) angewandt wurde. OTMs können für die MR bei Magnetfeldstärken ≤ 7,0 T als sicher angesehen werden. Die verkürzte Wellenlänge ermöglicht präzise lokalisierte Temperaturmanipulation wie Hyperthermie-Behandlungen von Krebs. Die Kombination der Stärken der UHF-MRT in diagnostischer Bildgebung und MR-Thermometrie (MRTh) mit spezieller Hardware und Algorithmen zur Hyperthermie-Behandlungsplanung ermöglicht eine einzigartige theranostische Herangehensweise mittels integrierten Geräts (HF-Applikator). Ziel ist die erstmalige Behandlung von Gehirntumoren mittels nicht-invasiver HF-Hyperthermie. Das Ergebnis dieser Arbeit ist die Etablierung des gesamten Arbeitsablaufs von grundlegenden EMF-Simulationen eines HF-Applikators mit patientenspezifischen Simulationsmodellen über die (Multifrequenz-)Behandlungsplanung und Leistungsbewertung bis zur Behandlungsüberwachung mittels MRTh. Für eine Anwendung der Erkenntnisse ist weitere Forschung im HF-Applikator-Design erforderlich. / To better define the role of temperature in biological systems and disease; for ensuring safety, facilitating diagnosis and safe-guiding therapy, we require approaches to study and manipulate temperature and characterize its effects. Better understanding of radiofrequency (RF) induced heating of tissue is therefore required. Magnetic resonance (MR) is an indispensable diagnostic imaging tool. A critical distinction of ultrahigh field MR (UHF-MR) is the use of higher RF and thus shorter wavelengths. The altered RF wave propagation in the human body poses challenges for MR safety considerations. The smaller scale, on which RF heating of electrically conductive passive implants occurs during UHF MRI, is not covered by current guidelines. I proposed a novel approach tailored to examining implant safety in UHF MRI. This approach was evaluated in phantoms, validated in test objects and applied to assess the MR safety of small ocular tantalum markers (OTMs). My results show that OTMs can be considered safe for MRI at magnetic field strengths ≤ 7.0 T. The short wave length regime supports precisely localized temperature manipulation, such as hyperthermia anticancer treatment. Combining the strength of UHF MRI in diagnostic imaging and MR thermometry (MRTh) with dedicated hardware and hyperthermia treatment planning algorithms affords a unique theranostic approach in a single integrated device (RF applicator). The goal is treatment of brain tumors, where to the best of our knowledge no focused RF hyperthermia treatment is currently available. The main accomplishment of this work is establishing the entire workflow from basic EMF simulations of an RF applicator with patient specific simulation models over (multifrequency) treatment planning and performance assessment, to treatment monitoring via MRTh. For translation of the insights obtained during this PhD thesis project, more research is warranted addressing remaining engineering challenges in the RF applicator design.

Η θεραπεία των καλοήθων οστικών όγκων εξαρτάται από την ανατομική εντόπιση, τα συμπτώματα, τη φυσική ιστορία του όγκου και τη θνησιμότητα της θεραπείας η οποία στις περισσότερες περιπτώσεις περιλαμβάνει ή την εκτομή ή την απόξεση αν και όχι σπάνια είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί μία ευρύτερη εξαίρεση, χρησιμοποιώντας τις ίδιες αρχές όπως στους κακοήθεις οστικούς όγκους. Οι νεότερες διαδερμικές μέθοδοι, με κυριότερο εκπρόσωπο τη διαδερμική θερμοκαυτηρίαση (RFA) έρχονται να δώσουν τη λύση, εξασφαλίζοντας την πλήρη καταστροφή του όγκου αλλά και τη διατήρηση της λειτουργικής κινητικότητας του ασθενούς. Η παρούσα μελέτη εξέτασε την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια της εν λόγω θεραπευτικής μεθόδου στην αντιμετώπιση κατά κύριο λόγο των οστεοειδών οστεωμάτων αλλά και άλλων καλοήθων οστικών όγκων, όπως τα χονδροβλαστώματα και τα οστεοβλαστώματα. Επίσης, μελετήθηκαν τα απεικονιστικά πρότυπα των όγκων πριν και μετά RFA και έγινε συσχέτιση των απεικονιστικών αποτελεσμάτων με άλλες παραμέτρους των υπό μελέτη οστικών όγκων. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ Από τον Δεκέμβριο του 2003 έως και τον Δεκέμβριο του 2009 συνολικά 33 ασθενείς με συνολικά 33 καλοήθεις οστικούς όγκους υποβλήθηκαν σε διαδερμική θερμοκαυτηρίαση με ραδιοσυχνότητες (κατόπιν ενυπόγραφης πληροφορημένης συναίνεσης). Από τους 33 καλοήθεις όγκους, οι 29 ήταν οστεοειδή οστεώματα, οι τρεις χονδροβλαστώματα και ο ένας οστεοβλάστωμα. Από τους 33 ασθενείς, οι 23 ήταν άντρες και οι 10 γυναίκες (♂/♀: ~2/1), ηλικίας από 11 έως 39 ετών (μέση ηλικία : 22,5 έτη). Η διάμετρος των οστεοειδών οστεωμάτων κυμαίνονταν από 4 έως 12 χιλ. (μέση τιμή:7 χιλ.), των χονδροβλαστωμάτων από 26 έως 32 χιλ. (μέση τιμή:29 χιλ.) και του οστεοβλαστώματος 32 χιλ. Συνολικά 27 (82%) όγκοι εντοπίζονταν στα κάτω άκρα, τέσσερις (12%) στα άνω άκρα και δύο (6%) στην σπονδυλική στήλη. Οι έντεκα (33%) από τις 33 βλάβες είχαν ενδαρθρική εντόπιση. Η διάγνωση των οστεοειδών οστεωμάτων στηρίχθηκε αποκλειστικά σε ακτινολογικά και κλινικά κριτήρια, ενώ για τα χονδροβαλστώματα και το οστεοβλάστωμα πραγματοποιήθηκε βιοψία. Σε όλους τους όγκους η θερμοκαυτηρίαση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ενός άκαμπτου RF ηλεκτροδίου σε σχήμα «ράβδου» εκτός από δύο περιπτώσεις χονδροβλαστωμάτων της μηριαίας κεφαλής όπου χρησιμοποίηθηκε εκπτυσσόμενο RF ηλεκτρόδιο δίκην «ομπρέλας». Καταγράφηκαν και μελετήθηκαν τα ποσοστά επιτυχίας, οι υποτροπές, οι επιπλοκές καθώς και τα αποτελέσματα της στατιστικής ανάλυσης. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Η μέθοδος ήταν τεχνικά επιτυχής και στους 33 όγκους (100%). Υποτροπή των συμπτωμάτων παρουσιάστηκε σε τρεις περιπτώσεις (9%, 3/33) οστεοειδών οστεωμάτων (ένα ενδαρθρικό στο σπογγώδες οστό και δύο εξω-αρθρικά στην φλοιώδη μοίρα), αντίστοιχα στους δύο, έξι και τέσσερις μήνες μετά την «θερμοκαυτηρίαση» (μέση τιμή : 4 μήνες). Η μη σωστή τοποθέτηση του RF ηλεκτροδίου μέσα στον όγκο και ο τραυματισμός του αρθρικού χόνδρου ήταν οι λόγοι αποτυχίας της μεθόδου. Ο ένας ασθενής υπεβλήθη σε δεύτερο επιτυχή «θερμοκαυτηριασμό» (εξω-αθρικό, φλοιώδες οστεοειδές οστέωμα), ο δεύτερος ακολούθησε τη χειρουργική οδό (εξω-αθρικό, φλοιώδες οστεοειδές οστέωμα) και ο τρίτος συνέχισε τη φαρμακευτική αγωγή (ενδαρθρικό, σπογγώδες οστεοειδές οστέωμα). Έτσι, τα ποσοστά κλινικής επιτυχίας μετά την 1η RF συνεδρία ανέρχονται στο 91% (30/33) και συνολικά μετά και την 2η RF συνεδρία ανέρχονται τελικά στο 94% (31/33). Η περίοδος κλινικής παρακολούθησης κυμάνθηκε συνολικά για όλους τους όγκους από 6 έως 70 μήνες (μέση τιμή follow-up : 28 μήνες). Στις επιπλοκές περιλαμβάνονται μία περίπτωση θερμικής δερματικής κάκωσης 1ου βαθμού (ελάσσονα επιπλοκή), μία περίπτωση ιατρογενούς- εκφυλιστικής οστεοαρθρίτιδας (3η υποτροπή) και μία περίπτωση σηπτικής αρθρίτιδας της αριστερής κατά γόνυ αρθρώσεως με σχηματισμό δερματικού συριγγίου δύο μήνες μετά RFA που αντιμετωπίστηκε χειρουργικά. Για τις 25 (86%, 25/29) συνολικά περιπτώσεις οστεοειδών οστεωμάτων με διαθέσιμο CT follow-up πριν και μετά τη θερμοκαυτηρίαση (6, 12 και 24 μήνες), πραγματοποιήθηκε στατιστική συσχέτιση πολλαπλών μεταβλητών και προέκυψαν τα κάτωθι συμπεράσματα (Kendall’s t-test): 1) Η ελάχιστη ή και μηδαμινή «οστεοποίηση» της «φωλεάς» δεν υποδεικνύει απαραίτητα την κλινική αποτυχία (P=0.14). 2) Η ανίχνευση εσωτερικής «οστεοποίησης» της «φωλεάς» παρουσίασε έντονη θετική συσχέτιση με την μεγάλη (≥12 μήνες) διάρκεια του CT follow-up (P=0.014). 3) Το μεγάλο μέγεθος των οστεοειδών οστεωμάτων (>7 χιλ.) συσχετίζεται έντονα αρνητικά με την φλοιώδη (P=0.001), την εξωαρθρική (P=0.003) και την διαφυσιακή εντόπιση (P=0.001). 4) Επίσης και το μεγάλο (≥ 7χιλ.) μέγεθος (P=0.086), δηλαδή και το μεγάλο μέγεθος τείνει να συσχετίζεται με την «ωριμότητα» του όγκου (παρουσία εσωτερικών αποτιτανώσεων προ RFA) . Στοιχεία εσωτερικής «οστεοποίησης» (μετά RFA) ανεδείχθησαν ήδη με την συμπλήρωση των 12 μηνών από την θερμοκαυτηρίαση για δύο χονδροβλαστώματα ενώ το τρίτο εμφάνισε σχεδόν πλήρη «οστεοποίηση» στους 48 μήνες απεικονιστικού follow-up. Απ’ την άλλη, δεν παρατηρήθηκε αλλαγή στην απεικόνιση του οστεοβλαστώματος της κερκίδας στο εξάμηνο ακτινολογικό follow-up. Μέχρι σήμερα όλα τα περιστατικά των χονδροβλαστωμάτων και του οστεοβλαστώματος παραμένουν –από κλινικής απόψεως- ελεύθερα άλγους ή κινητικής δυσχέρειας. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Η διαδερμική θερμοκαυτηρίαση με ραδιοσυχνότητες (RF Ablation) είναι μία ελάχιστα επεμβατική θεραπευτική επιλογή για τους ασθενείς με οστεοειδή οστεώματα, η οποία παρέχει άμεση ανακούφιση από το άλγος με χαμηλά ποσοστά επιπλοκών και υποτροπών. Η RF θερμοκαυτηρίαση θεωρείται πλέον ως η θεραπεία εκλογής για τα οστεοειδή οστεώματα του περιφερικού σκελετού και της πυέλου αλλά και για τις χειρουργικές υποτροπές. Μειώνει την ενδονοσοκομειακή νοσηλεία και τη διάρκεια της επαναφοράς και αποκατάστασης του ασθενούς. Η οστική βιοψία πριν την RF θεραπεία δεν είναι απαραίτητη εφ’ όσον η διάγνωση μπορεί με ασφάλεια να βασιστεί στα κλινικά και απεικονιστικά ευρήματα. Η αξιολόγηση της κλινικής πορείας και όχι η απεικόνιση είναι το καλύτερο κριτήριο για να γίνει διάκριση μεταξύ των ασθενών με καλή ή όχι κιλινική έκβαση. Η καταγραφή και η συσχέτιση παραμέτρων, όπως το μέγεθος, η θέση και η παρουσία εσωτερικών αποτιτανώσεων των οστεοειδών οστεωμάτων δύναται να βοηθήσουν στην κατανόηση της παθογένεσής τους. Η μέθοδος, σε επιλεγμένες περιπτώσεις (θέση-μέγεθος) και υπό κατάλληλες συνθήκες (πολλαπλές «αλληλοεπικαλυπτόμενες» RF συνεδρείες μικρότερης «ενεργού» ακτίνας), μπορεί να εφαρμοστεί επιτυχώς και σε άλλους καλοήθεις οστικούς όγκους όπως τα χονδροβλαστώματα και τα οστεοβλαστώματα. / Treatment of benign primary bone tumors depends on the anatomical location, symptoms, the natural history of the tumor and the morbidity of treatment and in most cases involves either simple excision or curettage although occasionally it is necessary to perform a complete excision using the same principles as for malignant tumors. CT-guided radiofrequency ablation (RFA), has emerged as minimally invasive alternative to destroy the tumor, overcome surgical difficulties and potential hazards and preserve the functional ability of the patient. The present study demonstrates the healing effect of RFA and evaluates its efficacy and safety in the treatment of osteoid osteomas, chondroblastomas and osteoblastomas. Additionally, this series compare the imaging pattern of the bone tumors prior and post RFA and correlate the results with other selected tumor parameters. MATERIAL AND METHODS From December 2003 to December 2009 a total number of 33 patients (23 male, 10 female, 11-39 years, mean: 22, 5 years) with 33 benign bone tumors were treated with RFA. Informed consent and institutional board approval were obtained. The tumors consisted of 29 osteoid osteomas, three biopsy-proved chondroblastomas and one biopsy-proved osteoblastoma. The mean maximum diameter was 7mm (range: 4-12 mm) for osteoid osteomas, 29 mm for chondroblastomas (range: 26-32 mm) and 32mm for the osteoblastoma. Lesions were located in the limbs (n: 27, 82%), the upper arm (n: 4, 12%) and two in the spine (n: 2, 6%). Intra-articular location was detected in 11(33%) tumors. Diagnosis of osteoid osteomas was base on imaging and clinical criteria. Ablation was performed using a straight rigid RF electrode in 31 tumors while a multi-tined expandable RF electrode was used in two cases of femoral chondroblastomas. Primary success rate, total secondary success rate, recurrences, complications, follow-up and statistical analysis results were assessed. RESULTS Technical success was achieved in 33 patients (33/33, 100%). Recurrence occurred in three osteoid osteomas (3/33, 9%); one intra-articular medullar lesion and two extra-articular cortical lesions at two, six and four months post RFA respectively (mean: 4 months). Failure was attributed to inadequate RF electrode positioning in the cortical lesions whilst articular damage was the main reason for pain relapse in the third intra-articular case. Primary success rate was 91% and total secondary success rate was 94%. Mean clinical follow-up period was 28 months (range: 6-70 months) for all lesions. Complications comprised of one mild thermal skin injury, one hip joint degenerative arthritis (third intra-articular failure case) and a case of septic arthritis with bony changes and cutaneous fistula, due to wound infection, which required surgical debridement. Statistical analysis of bone tumor parameters regarding 25 cases of osteoid osteomaswith available CT-follow-up, like complete, partial or absent ossification of the treated nidus, patient age and sex, tumor size and location, pre-existing calcifications, clinical outcome and CT follow-up, reached the following results (Kendall’s t-test): 1) Absence and/or minimal of post RFA ossification does not necessarily indicate clinical failure (P=0.14). 2) Detection of post RFA ossification showed an intense positive correlation with a long-lasting CT follow-up (≥ 12 months) (P= 0.014). 3) The “big” size of osteoid osteomas (>7mm) showed an intense negative correlation with the cortical (P=0.001), extra-articular (P= 0.003) and diaphyseal location (P=0.001). 4) Also, the “big” size of osteoid osteomas (>7mm) tends to correlate with the presence of calcifications (prior RFA), which represents a “maturity” marker of the tumor (P= 0.086). All three cases of chondroblastomas showed signs of internal ossification post RFA on regular imaging follow-up while the osteoblastoma did not show any imaging changes on the 6-month follow-up. On the other hand, the osteoblastoma and the remaining three cases of chondroblastomas presented an excellent post RFA clinical course without any signs of relapse. CONCLUSIONS Percutaneous RFA is a minimally invasive therapeutic option for osteoid osteomas which provides immediate pain relief and low rates of complications and recurrences. It is considered as the treatment of choice for appendicular and pelvic osteoid osteomas and for surgical recurrences as well. Biopsy is not mandatory provided that the diagnosis can be safely based on clinical and imaging grounds. The determination of an adverse clinical outcome should be based on clinical evaluation and not on the imaging pattern. The study and correlation of tumor parameters like size, location and pre-existing calcifications of osteoid osteomas can help in understanding their pathogenesis. The present study also suggests that RFA, when correctly performed, should be included in the treatment algorithm of selected cases of other benign bone tumors like chondroblastomas and osteoblastomas.

Advances in fiber optic communications and the convergence of the optical-wireless network will dramatically increase the network heterogeneity and complexity. The goal of our research is to create smart receivers that can autonomously identify and demodulate, without prior knowledge, nearly any signal emerging from the next-generation of high-speed optical communication networks.

Silicon-on-Insulator (SOI) CMOS technology constitutes a good candidate for mixed signal RF CMOS applications. Due to its low junction capacitance and reduced leakage current, SOI provides reduced static and dynamic power consumption of the digital logic combined with increased cut-off frequencies. Moreover, in terms of passive device integration the major benefit of SOI when compared to the conventional bulk is the possibility to use a high resistivity substrate which allows a drastic reduction of substrate losses allowing a high quality factor of the passive devices. Another issue is the harsh environment applications. Electronics capable of operating at high temperatures are required in several industrial applications, including the automobile industry, the aerospace industry, the electrical and nuclear power industries, and the well-logging industry. The capability of SOI circuits to expand the operating temperature range of integrated circuits up to 300°C has been demonstrated. SOI devices and circuits present advantages in this field over bulk counterparts such as the absence of thermally-activated latch up and reduced leakage current. In this context, various topologies of integrated transmission lines and spiral inductors implemented on standard and high substrate resistivities have been analyzed over a large temperature range. The temperature behavior of the SOI transistors is presented. The main figures-of-merit of the SOI MOSFETs are analyzed and the extraction of the extrinsic and intrinsic parameters of the small signal equivalent circuit is performed. Also, an example of RF circuit applications of the SOI technology, based on a fully integrated Low-Noise Amplifier for low-power and narrow-band applications, is investigated and characterized at high temperature. The main figures-of-merit of the designed circuit are extracted and discussed. The good results show that the SOI technology is now emerging as a good candidate for the realization of analog integrated circuits for low-power and high-temperature applications.

The electrical properties, in particular the U–I characteristics, current and voltage signal shapes within the pulse, are important parameters for the understanding of the processes taking place in the pulsed glow discharge (PGD). The electrical properties are also closely related to the analytical performance of the PGD such as sputtering rates, crater shapes and emission yields. Moreover, the dependence of the U–I plots on the density of the discharge gas can be used to estimate the gas temperature. This result is relevant for the analysis of thermally fragile samples. Nevertheless, there is a lack of PGD studies where the current and voltage signals are considered in detail. Therefore, this article is dedicated to the electrical properties of PGD. The influence of the PGD parameters (duty cycle and pulse duration) on the electrical properties is examined. The results highlight the optimum parameters for particular analytical applications. The question, whether direct current (dc) and radio frequency (rf) discharges behave similarly is also discussed and all experiments are performed for both modes. The comparative studies reveal strong similarities between dc and rf pulsed discharges. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Différentes méthodes ayant pour objectif une utilisation optimale d'antennes radio-fréquences spécialisées en imagerie par résonance magnétique sont développées et validées. Dans un premier temps, il est démontré qu'une méthode alternative de combinaison des signaux provenant des différents canaux de réception d'un réseau d'antennes mène à une réduction significative du biais causé par la présence de bruit dans des images de diffusion, en comparaison avec la méthode de la somme-des-carrés généralement utilisée. Cette réduction du biais engendré par le bruit permet une amélioration de l'exactitude de l'estimation de différents paramètres de diffusion et de diffusion tensorielle. De plus, il est démontré que cette méthode peut être utilisée conjointement avec une acquisition régulière sans accélération, mais également en présence d'imagerie parallèle. Dans une seconde perspective, les bénéfices engendrés par l'utilisation d'une antenne d'imagerie intravasculaire sont étudiés. Suite à une étude sur fantôme, il est démontré que l'imagerie par résonance magnétique intravasculaire offre le potentiel d'améliorer significativement l'exactitude géométrique lors de mesures morphologiques vasculaires, en comparaison avec les résultats obtenus avec des antennes de surface classiques. Il est illustré qu'une exactitude géométrique comparable à celle obtenue grâce à une sonde ultrasonique intravasculaire peut être atteinte. De plus, plusieurs protocoles basés sur une acquisition de type balanced steady-state free-precession sont comparés dans le but de mettre en évidence différentes relations entre les paramètres utilisés et l'exactitude géométrique obtenue. En particulier, des dépendances entre la taille du vaisseau, le rapport signal-sur-bruit à la paroi vasculaire, la résolution spatiale et l'exactitude géométrique atteinte sont mises en évidence. Dans une même optique, il est illustré que l'utilisation d'une antenne intravasculaire permet une amélioration notable de la visualisation de la lumière d'une endoprothèse vasculaire. Lorsque utilisée conjointement avec une séquence de type balanced steady-state free-precession utilisant un angle de basculement spécialement sélectionné, l'imagerie par résonance magnétique intravasculaire permet d'éliminer complètement les limitations normalement engendrées par l'effet de blindage radio-fréquence de l'endoprothèse. / Specific methods for an optimal use of specialized magnetic resonance radiofrequency coils are developed and validated. First, an improved combination of signals from the different channels of an array coil is shown to lead to a significant reduction of the noise bias in diffusion images, in comparison to the generally accepted sum-of-squares combination method. This reduction of the noise bias is demonstrated to greatly improve the accuracy of the estimated diffusion and diffusion tensor parameters, both for a standard non-accelerated acquisition and when parallel imaging is used. In a second scope, the benefits arising from the use of an intravascular imaging antenna are investigated. Using a phantom study, it is demonstrated that intravascular magnetic resonance imaging offers the potential to improve the geometrical accuracy of morphological vascular measurements in comparison to standard surface magnetic resonance imaging and that a geometrical accuracy comparable to the one obtained using intravascular ultrasound can be reached. Several protocols based on a balanced steady-state free-precession sequence are compared in order to highlight the relations between several acquisitions parameters and the achieved geometrical accuracy. In particular, important relations between the vessel size, the vessel wall signal-to-noise ratio, the in-plane resolution and the achieved accuracy are illustrated. In a similar manner, the use of an intravascular antenna is demonstrated to be highly beneficial for an improved in-stent lumen visualization. When used with a balanced steady-state free-precession acquisition with a carefully chosen flip angle, intravascular magnetic resonance imaging can effectively eliminate the hindering aspect of the radiofrequency shielding effect caused by the presence of the vascular stent.