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Description / Table of Contents: Abstract Purpose. MRI-guided interventional maneuvers in the breast, when closed MRI scanners are employed are relatively complex and time consuming. The purpose of our investigations was to develop a special device for the localization and biopsy of breast lesions using an open low-field MRI Scanner (Magnetom Open, Siemens, Erlangen, Germany) permitting free access to the patient. Materials and Methods. Due to its particular material and construction characteristics, a newly developed device for localization and biopsy of breast lesions is appropriate to remain within the magnetic field during the examination without degrading image quality. We performed 125 tests in a phantom and 31 investigations in patients including 26 wire-localizations and 5 biopsies. Results. The interventional maneuvers in the phantom could be performed very precisely. In all 125 phantom studies, the needle (14G coaxial biopsy cannula, Bard) was positioned close to the simulated lesion. In 25 out of 26 patients the needle was positioned within a distance less than 5 mm from the lesion. When using the 14G coaxial biopsy cannula (Bard, Karlsruhe, Germany) the needle tip was found adjacent next to the lesion in all 12 cases (7 wire-localizations, 5 biopsies). Conclusions. Our results indicate that our device allows very precise preoperative localization of breast lesions within the Magnetom Open. Using MRI-compatible, large-core needles, biopsy under direct MRI control resulted in good results.

Description / Table of Contents: Abstract MRI is the most accurate noninvasive technique available for assessment of normal articular cartilage and cartilage lesions. MRI cannot only provide morphologic information about the area of damage, but can also provide unique insight into the biochemical composition of the articular cartilage. New image processing techniques such as three-dimensional mapping of cartilage thickness will help to establish automated analysis of cartilage loss. Theses techniques are ideally suited for monitoring patients who undergo treatment with new chondroregenerative drugs.

Description / Table of Contents: Abstract Physiology and age dependant changes of human bone marrow are described. The resulting normal distribution patterns of active and inactive bone marrow including the various contrasts on different MR-sequences are discussed.

Description / Table of Contents: Abstract Purpose. Skeletal manifestation of Non-Hodgkin's lymphoma is rare in pediatric patients. Objective of the study was to determine imaging features, before and after treatment, and to correlate these features with clinical outcome. Methods. A retrospective analysis of 1246 patients from two therapy studies (NHL-BMF-90 and 95) was performed. Imaging studies of 63 patients with bone involvement of lymphoma were reevaluated. Results. Incidence of initial bone involvement in Non-Hodgkin's lymphoma was 6.8%. Distribution was best assessed by bone scan, MRI revealed larger areas of marrow involvement and detected additional lesions. Sites of prediliction were long bones of the lower extremities with epiphyseal involvement in 39%. Residual signal alterations in MRI after succussful therapy remained in 71%. Osteonecrosis after therapy was a common finding. Clinical outcome war not correlated to the presence of bone involvement. Conclusions. Since clinical outcome is not effected by bone involvement in childhood NHL, value of screening may be limited. Knowledge of imaging characteristics is mandatory for inital evaluation of primary osseous lymphomas and symptomatic lesions as well as for therapy controlls.

Description / Table of Contents: Abstract The hematogenous spread of bacteria, fungi and protozoa may also reach the brain vessels, which happens mostly through septic emboli. From such an embolus a metastatic focal encephalitis and later a septic-embolic brain abscess may arise. The most frequently underlying infections that may cause septic emboli are bacterial endocarditis as well as bacterial infections of artificial heart valve prostheses. Congenital heart malformations with a right-to-left shunt also play here a certain role. Basically, however, all septic conditions and bacteriemias may cause septic-embolic brain abscesses. They occur frequently as multiple lesions. MRI is superior to CT in depicting the different stages of evolution from focal encephalitis, through the hardly encapsulated early abscess, to the formation of a membrane and later a dense fibrous capsule. The medical treatment of a brain abscess requires properly performed CT or MRI follow-up examinations in order to realize early enough a possible growing of such a lesion.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung Myokardvitalität ist definiert als das Vorliegen lebender Myozyten. Bei Patienten mit ischämischer Herzkrankheit läßt sich die kontraktile Dysfunktion des Herzmuskels sowohl in vitalen als auch in avitalen Gebieten beobachten. In Gebieten mit vitalem Myokard kann sie durch Revaskularisation mit Thrombolytika, perkutaner transluminaler Koronarangioplastie (PTCA) oder koronarer Bypassoperation (CABG) rückgängig gemacht werden. In nekrotischen Arealen ist die kontraktile Dysfunktion dagegen irreversibel, und Revaskularisationsmaßnahmen können aufgrund ihres kleinen, aber eindeutigen Risikos kontraindiziert sein. Die Unterscheidung zwischen vitalen und avitalen Herzmuskelarealen ist daher eine klinisch wichtige Frage. Eine direkte Untersuchung von Patienten auf das Vorliegen bzw. Fehlen lebender Myozyten ist nicht möglich. Daher wird die Myokardvitalität indirekt mit klinischen Verfahren beurteilt. Beispielsweise erfaßt die Echokardiographie mit Dobutaminen Kontraktilitätsänderungen nach inotroper Stimulation, und die 99mTc-Sestamibi bestimmt die Myokardperfusion. Kernspintomographische Methoden zur Vitalitätsprüfung umfassen spektroskopische und bildgebende Verfahren. Die Phosphor-31- und Wasserstoff-1-MR-Spektroskopie aus Kreatin sowie die Natrium-23- und Kalium-29-Bildgebung liefern unmittelbar mit dem Zellstoffwechsel verbundene Informationen. Die räumliche und die zeitliche Auflösung dieser Verfahren sind jedoch aufgrund des schwachen MR-Signals begrenzt. Bei Wasserprotonen ist das MR-Signal dagegen verhältnismäßig stark und ermöglicht eine Darstellung des Herzens mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. Die Bildgebung mit Protonenresonanz beinhaltet die Untersuchung von Änderungen der intrinsischen MR-Relaxationszeiten (T1 und T2), Wanddicke und Verschwielung, Cine-MRT mit niedrigdosiertem Dobutamin sowie First-pass- und verzögerte Kontrastverstärkungsmuster. Berichten zufolge kommt es nach ischämischer Schädigung sowohl in vitalen wie in nekrotischen Myokardgebieten zu Änderungen der intrinsischen Relaxationszeiten, was den Nutzen dieses Verfahrens einschränkt. In ähnlicher Weise stehen Änderungen der Wanddicke und/oder Verschwielung nur in begrenztem Zusammenhang mit der Myokardvitalität. Die Cine-MRT mit niedrig dosiertem Dobutamin scheint das intakte Myokard zumindest ebenso gut zu erfassen wie die klinisch bereits etablierte Dobutamin-Echokardiographie. Die regionale Durchblutung, wie sie mittels First-pass-MRT erfasst wird, mag vom Vorhandensein vitalen Myokards abhängen. Die zugrunde liegende Physiologie legt aber nahe, dass Perfusion und Vitalität oft nicht in direkter Beziehung stehen. Neuere Forschungsergebnisse zur verzögerten Kontrastverstärkung weisen auf eine mögliche Definition vitalen Myokards als “Gebiete ohne starke Kontrastmittelaufnahme” hin. Derzeit liegen nur begrenzte klinische Daten vor, die diesen Ansatz unterstützen. Zusammenfassend liegen die aussagekräftigsten klinischen Daten derzeit für die Cine-MRT mit niedrig dosiertem Dobutamin zur Diagnose vitalen Myokards vor. Neueste Ergebnisse lassen vermuten, dass die verzögerte Aufnahme von Kontrastmitteln die transmurale Ausdehnung vitalen Myokards unabhängig von der kontraktilen Funktion gut abbildet und dass diese Technik auch in der Klinik zum Einsatz kommen sollte.

Description / Table of Contents: Abstract: We report on 3 children suffering from Leigh syndrome as diagnosed on clinical and laboratory results. In each child there were some deviations from the reported typical morphological picture on MRI. However, the lesions reported here fit very well to the patho-histological findings in Leigh syndrome.

Description / Table of Contents: Abstract: Chronic benign intracranial hypertension may have a variety of causes. Most frequent is this syndrome found in obese young women (“pseudotumor cerebri”), still of unknown etiology. However, venous congestion due to sinus occlusion has to be ruled out. We report a young woman with an intrasinusal meningioma of the transverse sinus and hypoplasia of the transverse sinus contralaterally. Diagnosis was achieved by MRI and angiography. Imaging signs of increased intracranial pressure comprised dilated perioptic sheaths and an empty sella. Abnormalities of the brain parenchyma or the CSF spaces were absent.

Description / Table of Contents: Abstract: Crohn's disease or regional enteritis is a granulomatous, primarily intestinal inflammatory disorder with possible extraintestinal manifestations. Affection of the eyes, liver, joints and urinay tract have been reported. Neurological symptoms are rare. We report the case of a 18-year-old woman with an unusually severe course of Crohn's disease, who developed intracerebral lesions. To discriminate between a granulomatous encephalitis and a vasculitis a cerebral angiography was performed. Multiple microaneurysms of the small cerebral arteries were found which had escaped detection with magnetic resonance angiography. Because of the angiographic diagnosis of a cerebral vasculitis a brain biopsy could be avoided.

Description / Table of Contents: Abstract: With the 2D-phase-contrast technique the volume flow of the CSF via the cerebral aqueduct can be quantified by MRI-means. In this study the stroke volume of CSF via the aqueduct per cardiac cycle (SVcc) is used to measure the extent of the volume flow. Normative values for the SVcc are not yet defined, however, they are indispensable for the clinical utility of this non-invasive method. The aim of the presented investigation is to evaluate, if the interthalamic width of the third ventricle is useful as a reference system for the extent of the SVcc via the aqueduct and if a normal CSF-flow can be defined. Hundred and seven patients (56 female, 51 male; age distribution 8 to 89 years) without clinical or imaging findings of a CSF-flow disturbance were examined on a standard 0.5 T MRI-scanner (Gyroscan, Philips). The measurements of the SVcc via the aqueduct were performed in a single slice perpendicular to the aqueduct in the level of its median third with a retrospective cardial-gated quantitative 2D-phase-contrast sequence. The interthalamic width of the third ventricle was measured in a transversal slice (bicommissural orientation, standard T1-weighted spin-echo sequence) in the level of the upper margin of the tectorial membrane. In 83 patients with a normal heart rate and without any further abnormalities in their imaging studies the SVcc is essentially dependent (r = 0.822) on the interthalamic width of the third ventricle (between 1 and 16 mm). Eleven patients with either a subcortical atrophy without leucencephalopathy, megacisterna magna, Dandy-Walker variant or bradycardia showed a significant increase of the SVcc (p 〈 0.05). On the other hand a significant decrease of the SVcc (p 〈 0.05) is seen in 13 patients with either tachycardia, Arnold-Chiari Type-1 malformation, relative aqueductal stenosis and/or severe periventricular leucencephalopathy. These results are in good agreement with the current conceptions on the physiology of the CSF-flow. As the above mentioned criterias of influence have ho pathological significance concerning a CSF-flow disturbance requiring therapy, we used the linear regression with y = B1*× +b0 (b1 = 22.2 ± 2.9; b0 = 43,5 ± 21.1) in all 107 patients to evaluate the extent of the SVcc (y) versus the interthalamic width of the third ventricle (x). This correlation offers the possibility to differentiate a hyperdynamic (above +3 standard error SE), a hypodynamic (below −3 SE) and a normodynamic (between ± 3 SE) CSF-flow via the cerebral aqueduct for the first time. Additional imaging findings and the heart rate must find their influence in the evaluation.

Description / Table of Contents: Abstract: Medulloblastoma, the most frequent pediatric brain tumor, has known propensity for subarachnoid dissemination. Spinal metastases indicate a poor prognosis. Intraventricular spread is much less common. We report a case of primary intraventricular dissemination with precocious puberty as the first clinical symptom due to a metastasis at the infundibulary stalk. This has not been reported so far as initial symptom of a medulloblastoma. Furthermore, we encountered an unusually mild contrast enhancement of the spinal and intraventricular metastases. Delayed scanning after contrast administration and FLAIR sequences proved to be particularly valuable in this case.

Description / Table of Contents: Abstract: A 65-year-old woman with persistant headache since a few weeks is presented. The day before hospitalization there was a sudden onset of protrusio bulbi and progredient swelling of the soft-tissue of the left eye. In the clinical examination left side protrusio bulbi, double-vision, chemosis and swelling of the eye-lid were found. Blood sample showed an elevation of inflammation indicators. MRI and CT revealed a thrombosis of the left superior ophthalmic vein with partial thrombosis of the left cavernous sinus.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung Die kardiale Dysfunktion ist eine der Hauptursachen kardiovaskulärer Morbidität und Mortalität. Eine genaue und reproduzierbare Bestimmung der Herzfunktion ist essentiell für die Diagnosestellung, Prognoseabschätzung und Beurteilung des Therapieeffekts beim einzelnen Patienten. Die kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie (CMR) bietet eine Messmethode für die globale und regionale Herzfunktion, die nicht nur genau und reproduzierbar, sondern auch nichtinvasiv, ohne ionisierende Strahlung und unabhängig von geometrischen Annahmen und einem akustischen Fenster ist, das den Einsatz der Echokardiographie limitiert. Mit der Verfügbarkeit schnellerer MR-Scanner und automatisierter Analysesysteme sowie mit zunehmender Verbreitung und reduzierten Kosten wird CMR bald den Referenzstandard für die Messung der Herzfunktion darstellen.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung Weltweit werden jährlich etwa 1,5 Millionen Kinder mit kongenitalen Herzerkrankungen (CHD, congenital heart disease) geboren. Durch Verbesserung der verschiedenen chirurgischen und interventionellen Techniken ist die Überlebensrate von CHD-Patienten drastisch gestiegen. Immer mehr Patienten mit postoperativen Residuen, Folgezuständen und Komplikationen benötigen eine umfassende Nachsorge. Die Darstellung und Quantifizierung morphologischer und funktioneller kardiovaskulärer Anomalien erfordern zuverlässige und vorzugsweise nichtinvasive bildgebende Verfahren. Die Röntgenkontrastangiokardiographie, der bisherige Goldstandard, eignet sich nicht zur wiederholten Anwendung. Die transthorakale Echokardiographie (TTE) ist die meistverwendete nichtinvasive Methode, doch bei älteren Patienten, insbesondere mit komplexen oder operativ behandelten Malformationen, sind die damit gewonnenen Informationen unter Umständen unbefriedigend. Narben-, Knochen- und Lungengewebe sowie Thoraxdeformitäten können mit dem Schallfenster interferieren. Die transösophageale Echokardiographie (TEE) liefert bei Erwachsenen mit verschiedenen CHD-Formen eindeutig einen weitaus besseren Bildausschnitt, ist jedoch als semiinvasiv einzustufen. Bei Kleinkindern ist die TEE für die auf Intensivstationen und in Operationssälen erforderliche unmittelbare prä- und postoperative Überwachung inzwischen unentbehrlich. Die Kernspintomographie (Magnetresonanztomographie, MRT) hat sich zu einem klinischen nützlichen Verfahren zur Untersuchung des Herzens entwickelt, vor allem bei angeborenen Fehlbildungen. Sie gilt heute als etablierte nichtinvasive Methode, mit der sich die Anatomie des Herzens in jeder gewünschten Ebene mit hoher Auflösung und naturgetreuen Kontrast zwischen kardialen Strukturen und strömendem Blut darstellen läßt. Das konventionelle Spin-Echo eignet sich hervorragend zur morphologischen Beurteilung, liefert jedoch nicht unbedingt funktionelle Informationen. Die durch neuere Impulssequenzen mögliche funktionelle Analyse verleiht der MRT ihren besonderen Wert. Mehrere dieser neuen MRT-Verfahren werden gegenwärtig klinisch eingesetzt. Die Gradienten-Echo-MRT liefert ein Bild des Blutflusses. Mit ihr können Stenosen, Regurgitation oder Shunts aufgrund der durch diese hämodynamischen Läsionen verursachten Strömungsturbulenzen entdeckt werden. Außerdem ermöglicht die Gradienten-Echo-MRT eine fortlaufende Schleifendarstellung der Ventrikelwandbewegung und eine Quantifizierung der Kammerfunktion. Mit der quantitativen Phasenkontrast-MR-Angiographie lassen sich Blutströmungsgeschwindigkeit und Volumendurchfluss in den mittleren und großen Gefäßen messen. Diese Besonderheit der MRT läßt sich zur Quantifizierung von Stenosen, Regurgitation, intrakardialen Shunts und des differentiellen pulmonalen Blutstroms nutzen. Vor allem ihre Fähigheit zur Messung des Volumendurchflusses ist ein klarer Vorteil der MRT. Die kontrastverstärkte MR-Angiographie ist besonders nützlich zur Darstellung der Pulmonalarterienäste und des Aortenbogens. Pulmonaler Blutfluss, rechtsventrikuläre Funktion, pathologische Aortenbefunde und Fontan-Umgehungskreislauf sind u. a. hochinteressante Fragestellungen, die mit multifunktioneller MRT untersucht wurden. Bei Patienten mit Pulmonalstenose oder Fallot-Tetralogie lassen sich mittels MRT Morphologie und Schwere jeder pulmonalen (Rest-)Stenose beurteilen, die rechtsventrikuläre Hypertrophie bewerten sowie eine postoperative Insuffizienz der Pulmonalklappe oder ventrikuläre Dysfunktion quantifizieren. Bei Patienten, die wegen Koarktation operiert wurden, kann die Morphologie von Rest- oder Restenosen MR-tomographisch mit Hilfe von Spin-Echo-Bildern und der kontrastverstärkten MR-Angiographie des Aortenbogens beurteilt werden. Die quantitative Phasenkontrastangiographie erlaubt zusätzlich, den Druckgradienten über der Stenose und das Ausmaß des Kollateralflusses zu bestimmen. Patienten mit Transposition der großen Arterien werden in der Regel mit Umkehroperationen auf Vorhofebene behandelt. Eine Dysfunktion des rechten systemischen Ventrikels ist bei diesen Patienten eine wesentliche Frage, die mit funktionellen MRT-Verfahren untersucht wurde. Andere Komplikationen nach Vorhofumkehroperation wie Obstruktionen im pulmonalen oder systemisch-venösen Kreislauf lassen sich mit der Gradienten-Echo-MRT mühelos aufdecken. Der Fongan-Umgehungskreislauf bleibt nach wie vor ein faszinierendes, in vielerlei Hinsicht noch nicht völlig verstandenes Thema. Zahlreiche Modifikationen der ursprünglichen Fontan-Operation wurden eingeführt, mit jeweils eigenen hämodynamischen Charakteristika. Zweifellos kann die kombinierte morphologisch-funktionelle MRT zur Entwicklung weiterer Verbesserungen des Fontan-Verfahrens beitragen. Trotz aller technischen Verbesserungen, insbesondere der Einführung des Atemanhalteverfahrens, bleibt die MRT nach wie vor eine Ergänzung zu Echokardiographie und Angiokardiographie. Verfügbarkeit, Ortsgebundenheit und die bei Säuglingen und Kindern erforderliche Sedierung sind bekannte Hindernisse. Nicht zuletzt gilt es, gegen die relativ begrenzte Einbeziehung von Kardiologen in die MRT-Abteilung und die eingeschränkte Verfügbarkeit von Radiologen mit Erfahrung in CHD anzugehen, um die MRT zu einem “vollwertigen Mitglied im Klub” der bildgebenden Verfahren bei CHD zu machen.

Description / Table of Contents: Summary Magnetic resonance imaging (MRI) is used frequently in the diagnosis of knee injuries. The aim of this study was to compare the accruracy of MRI and clinical examination in diagnosing meniscal and cruciate ligament tears. Between January 1997 and June 1998, a total of 883 patients had undergone knee joint arthroscopy, operated on by one orthopedic surgeon. Of these, 144 patients had a preoperative MRI (group 1). This group was compared with 309 patients who had undergone arthroscopy without MRI between January 1997 and June 1997 (group 2). Sensitivity, specificity and accuracy for tears of the medial meniscus were 80.6%/58.8%/72.9% in group 1 and 83.3%/78.5%/80.3% in group 2, respectively, for tears of the lateral meniscus 44.4%/88.9%/83.3% in group 1 and 60.6%/98.8%/92.5% in group 2 and for tears of the anterior cruciate ligament 58.1%/92.0%/¶84.7% in group 1 and 80.1%/96.6%/¶89.6% in group 2. This study demonstrates that an experienced orthopedic surgeon can rely on the clinical diagnosis and decide whether arthroscopy is necessary in most cases without MRI. He will find intraarticular pathology in almost all cases if arthroscopy is performed. MRI should be reserved for special cases and should not be performed without first conducting a thorough clinical examination. The orthopedic surgeon should decide whether MRI is needed.

Description / Table of Contents: Most procedures currently in use for the treatment of full thickness cartilage defects lack solid data as a proof of quality. Various techniques for quality control are advisable. Meticulous documentation of adverse events and treatment failures is crucial. Patient self-assessment and clinical scores are often biased but focussed on the basis of medical efforts: the well-being of the patient. Second-look arthroscopies produce fewer facts for quality control than expected but enable therapeutical intervention. Magnetic resonance imaging will be essential for cartilage assessment in the future. To date, the evaluation of tissue quality is experimental. Histology and immunohistochemistry are widely accepted as precise tools to characterize cartilaginous tissue. Ethical reasons prohibit daily use. Quality control following the repair of cartilage defects is complicated, expensive, and of variable outcome, but dangerous if neglected. Multiple insignificant results can lead to a sharp image of the postoperative condition and may enable quality control of treatment and surgery.