dc.contributor.author
Erb-Eigner, Katharina
dc.date.accessioned
2018-06-08T02:01:25Z
dc.date.available
2016-09-01T08:24:21.974Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13932
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-18129
dc.description.abstract
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Bildqualität der MRT des Auges und
der Orbita im Rahmen der technischen Möglichkeiten zu optimieren und den
Einsatz innovativer Sequenzen hinsichtlich des klinischen Nutzens zu
evaluieren. Die systematischen Untersuchungen mittels Empfangsspulen und
Spulenkombinationen an Phantomen und 20 Patienten konnten zeigen, dass kleine
Oberflächenringspulen das höchste SRV im Auge und der Orbita erzielen
(Originalarbeit 1 und 2). Das Hinzuschalten der Kopfspule für eine
Untersuchung des Auges sollte vermieden werden, da Kopplungseffekte das
gemessene SRV und damit die Bildqualität negativ beeinflussen können. Das
höchste mittlere SRV von 13,1 wurde mit der kleinsten Oberflächenspule (4 cm)
bei 3 Tesla erzielt, gefolgt von 1,5 Tesla (9,6). Die in der Arbeit erzielten
quantitativen und qualitativen Ergebnisse zeigen, dass die Oberflächenspule
einen höheren Einfluss auf die Bildqualität hat, als die Feldstärke, d.h.
optimale Bildqualität kann auch bei niedrigerer Feldstärke (1,5 Tesla) unter
Einsatz einer kleinen Oberflächenspule erreicht werden (Originalarbeit 2).
Mittels hochaufgelöster T1- und T2-gewichteter Datensätze von insgesamt 62
Patientenaugen konnte ein PLS (Partial least square) -Regressionsmodell
entwickelt werden, welches einen statistischen Zusammenhang zwischen
biometrischen Parametern des Augapfels und der Linsengröße herstellt. Die
Linsengröße ist mit herkömmlichen Methoden präoperativ nicht genau bestimmbar,
allerdings für Kataraktoperationen eine entscheidende Größe (Originalarbeit
3). Der Einsatz diffusionsgewichteter Sequenzen (DWI) beim Aderhautmelanom
machte erstmals eine quantifizierbare Unterscheidung zur häufig
vergesellschafteten Netzhautablösung möglich. Die quantitative Auswertung von
DWI-Datensätzen von 40 Aderhautmelanomen ergab einen mittleren ADC-Wert von
891 (172) * 10-6 mm2/s (Originalarbeit 4). Zudem gelang es mit dem Einsatz von
dynamischen, kontrastmittelgestützten Sequenzen (DCE) das Signalverhalten nach
Kontrastmittelgabe von Aderhautmelanomen zu quantifizieren. Es wurde erstmals
an einem großen Kollektiv (n = 40) demonstriert, dass Aderhautmelanome ähnlich
zu anderen malignen Veränderungen einen raschen Signalanstieg nach
Kontrastmittelgabe aufweisen und anschließend eine ‚Washout‘- oder ‚Plateau-
Phase‘ zeigen. Zudem beobachteten wir bei jenen Patienten ein signifikant
höheres Signal nach Kontrastmittelgabe, welche auch im Verlauf ein
schlechteres klinisches Ergebnis (Lebermetastasen oder extraokuläres Wachstum)
zeigten (Originalarbeit 5). Der vorteilhafte Einsatz der multiparametrischen
Bildgebung (DWI und DCE) bei der Einordnung orbitaler Raumforderungen in
benigne und maligne konnte in der vorliegenden Arbeit im Rahmen einer
prospektiven Studie unter Einschluss von 65 Patienten demonstriert werden. Der
ADC zeigte zwischen benignen und malignen Läsionen statistisch signifikante
Unterschiede (1258 (577) * 10-6 mm2/s bei benignen Läsionen und 825 (437) *
10-6 mm2/s bei malignen Läsionen, p=0,001). Auch die Auswertung der DCE-
Datensätze ergab signifikante Unterschiede und zeigte bei malignen Läsionen
deutlich höhere Ktrans-, kep-, und iAUC-Werte (p < 0,01). Auch nahm die
Übereinstimmung der Radiologen untereinander bei Hinzunahme der DWI und DCE
deutlich zu (κ = 0,644). Es wird daher die Ergänzung von DWI- und DCE-
Sequenzen im Routineprotokoll zur Diagnostik okulärer und orbitaler
Pathologien empfohlen (Originalarbeit 6). Die in der vorliegenden Arbeit
gewonnenen Ergebnisse der morphologischen Analyse des sogenannten ‚dritten'
oder 'parietalen' Auges, der Glandula pinealis bei Patienten mit Retinoblastom
können als Größenreferenz bei der diagnostischen Aufarbeitung hinsichtlich
eines Pineoblastoms dienen (Originalarbeit 7). Insgesamt liefert diese
Habilitationsschrift einen wissenschaftlichen Beitrag zu technischen
Einflussgrößen zur Optimierung der Bildqualität und demonstriert den
klinischen Nutzen der multiparametrischen Bildgebung bei der MRT-Diagnostik
des Auges und der Orbita.
de
dc.description.abstract
The aim of this study was to optimize the image quality of magnetic resonance
imaging (MRI) of the eye and orbit and to evaluate the clinical benefit of
innovative pulse sequences. The application of various coils and coil
combinations was evaluated on phantoms and 20 patients. Small surface coils
were found to yield the highest signal-to-noise ratio (SNR) in the eye and
orbit (Original papers 1 and 2). Adding the head coil for eye examinations
should be avoided as coupling effects decrease the SNR and therefore may
adversely affect image quality. The highest average SNR of 13.1 was achieved
with the smallest surface coil (4 cm) at 3 Tesla, followed by 1.5 Tesla (9.6).
Both quantitative and qualitative results indicate that the surface coil has a
higher influence on image quality than magnetic field strength, showing that
optimal image quality can also be achieved at lower field strength (1.5 Tesla)
when a small surface coil is used (Original paper 2). High-resolution T1- and
T2-weighted datasets of 62 patient eyes were used to develop a partial least
square (PLS) regression model, which establishes a statistical relationship
between biometric parameters of the eye and lens size. The lens size cannot be
determined precisely with conventional methods preoperatively although it is
crucial in cataract surgery (Original paper 3). The use of diffusion-weighted
imaging (DWI) sequences in uveal melanoma for the first time enabled
quantifiable differentiation from retinal detachment, which is frequently
associated with this malignancy. Quantitative analysis of DWI datasets of 40
uveal melanomas revealed a mean apparent diffusion coefficient (ADC) of 891
(172) * 10-6 mm2 / s (Original paper 4). Furthermore, dynamic contrast-
enhanced (DCE) MRI was used to quantify the signal behavior of uveal melanoma
after contrast medium administration. This was the first study in a large
population (n = 40) demonstrating that uveal melanomas show similar dynamic
contrast behavior as other malignancies with a rapid initial increase in
signal intensity followed by washout or a plateau phase. Moreover, we observed
that patients with significantly higher signal intensity after contrast medium
administration had a poorer clinical outcome (liver metastases or extraocular
tumor spread) (Original paper 5). The benefit of multiparametric MRI (DWI and
DCE) in differentiating benign and malignant orbital masses was demonstrated
in a prospective study including 65 patients. Benign and malignant orbital
lesions had statistically significant different ADC values (1258 (577) * 10-6
mm2 / s for benign lesions versus 825 (437) * 10-6 mm2 / s for malignant
lesions; P = 0.001). Analysis of the DCE datasets also revealed significant
differences, showing significantly higher Ktrans, kep, and iAUC values for
malignant lesions (p <0.01). Interobserver variability among the radiologists
classifying the lesions improved markedly when DWI and DCE were added (κ =
0.644). Therefore, adding DWI and DCE sequences to the routine MRI protocol
for imaging patients with ocular and orbital pathology is recommended
(Original paper 6). The results of the morphological analysis of the so-called
'third' or 'parietal' eye, i.e., the pineal gland, in patients with
retinoblastoma may serve as a size reference in the diagnostic work-up of
pineoblastomas (Original paper 7). Overall, this habilitation thesis
contributes scientific evidence for optimizing image quality and demonstrates
the clinical benefit of multiparametric imaging in MRI of the eye and orbit.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
multiparametric imaging
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Magnetresonanztomographie des Auges und der Orbita
dc.contributor.contact
katharina.erb@charite.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. med. Norbert Hosten
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. med. Gerhard Adam
dc.date.accepted
2016-08-01
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000102800-3
dc.title.subtitle
Optimierung der Akquisition und diagnostischer Einsatz der multiparametrischen
Bildgebung
dc.title.translated
Magnetic resonance imaging of the eye and orbit
en
dc.title.translatedsubtitle
optimizing acquisition and diagnostic use of multiparametric imaging
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000102800
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000019837
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access