Dietmar Seitz

PROTON SPECTROSCOPY OF HUMAN BRAIN WITH VERY SHORT ECHO TIME USING HIGH GRADIENT AMPLITUDES

In localized proton magnetic resonance spectroscopy very short echo times (TE) are achieved to diminish signal loss due to T2 relaxation and to avoid phase distortions due to J-coupling. A sequence for single volume spectroscopy in human brain is described with a TE as low as 5 ms. Examinations were performed on a 1.5 T whole-body imager with actively shielded gradients. A self-designed stimulated echo acquisition mode (STEAM) sequence with very high amplitude spoiling gradients of 24 mT/m was used to take advantage of the whole potential of the gradient system. Optimization of TE was carried out by controlling spectral quality and localization in both phantom and volunteer measurements. Proton spectra of human brain were acquired in 21 healthy volunteers. Spectra of occipital white matter, parieto-occipital grey/white matter, and cerebellum revealed none or only small eddy current distortions at a TE of 5 ms. The volume of interest was 8-12 ml, repetition time was 1.5 s, and mixing time was 5 ms. Peak ratios of major metabolites referring to creatine were estimated and the relative standard deviations were calculated to determine interindividual reproducibility. The relative standard deviation of myo-inositol ranged from 6% to 11% within these brain regions whereas for glutamine and glutamate 7% to 16% were found.

Diagnostische Befunde und therapeutische Komplikationen bei verkalktem chronisch subduralem Hämatom

ZusammenfassungVerkalkte chronisch subdurale Hämatome haben eine niedrige Prävalenz und werden als Panzerhirn bezeichnet. Ätiologisch werden für verkalkte chronisch subdurale Hämatome ein (früh-)kindliches Schädel-Hirn-Trauma, Meningitiden oder ein therapierter kindlicher Hydrozephalus verantwortlich gemacht. Das kraniale Computertomogramm (CT) macht die Diagnose einfach und stellt die überwiegend frontoparietale Ausdehnung gut dar. Anhand von drei therapierten Fällen werden die diagnostischen Befunde und therapeutischen Möglichkeiten diskutiert. Von einer operativen Entfernung profitieren lediglich Patienten mit passender fokaler Neurologie oder Zeichen des Hydrozephalus. Auch bei begleitender Entzündung oder darunterliegendem Tumorgewebe ist die Entfernung notwendig. In Einzelfällen wurde ein Rückgang von Krampfanfällen beschrieben. Bei retardierten Patienten ist keine klinische Besserung zu erwarten. Unmittelbar postoperativ scheinen die Patienten wegen Nachblutung mit konsekutiver Einklemmung stärker gefährdet zu sein als Patienten mit nicht verkalkten chronisch subduralen Hämatomen.AbstractCalcified chronic subdural hematomas have a low prevalence and are also called armored brain. Calcified chronic subdural hematoma is related to a head injury, meningitis or operated hydrocephalus in patients past medical history. Cranial computed tomography (CT) makes the diagnosis simple and delineates well the frontoparietal extension. We present the diagnostic findings in 3 patients and discuss therapeutic indications. Operative removal can improve the condition in patients with focal neurology or hydrocephalus. Additionally, patients show therapcutic benefit with related infection or tumor underneath. Only occasionally seizures are reduced in frequency. Mentally handicapped patients show no improvement in follow-up. The most common postoperative complication is reformation of the hematoma with consecutive brain herniation.

Lokalisierte1H-MR-Spektroskopie des Zentralnervensystems bei HIV-positiven Patienten

ZusammenfassungDie Infektion mit dem Human Immunodeficiency Virus (HIV) betrifft auch das Zentralnervensystem und kann zum AIDS Dementia Complex führen. Konsekutive neuronale Schädigungen und gliotische Veränderungen des Zentralnervensystems führen zu metabolischen Veränderungen, die indirekt mit der In-vivo-1H-MR-Spektroskopie erfaßt werden können. 15 HIV-positive Patienten wurden mit der Jokalisierten1H-MR-Spektroskopie im Marklager untersucht. Das Patientenkollektiv wurde jeweils nach drei verschiedenen Ansätzen eingeteilt (1. antiretrovirale Therapie −/+, 2. −/+ neurologische Symptomatik, 3. Anzahi der Viruskopien 400000/ml Plasma) und zusätzlich mit neun Probanden verglichen. Die Echozeit (TE) der spektroskopischen Sequenzen betrug 135 ms und 5 ms. Integralwerte wurden für N-azetylaspartat (NAA), Cholin (Cho), Phosphokreatin/Kreatin (Cr), myo-Inositol (mI) und Glutamat/Glutamin (GIx) berechnet. Vergleiche erfolgten zwischen Cr-normalisierten Quotienten. Alle Patienten zeigten einen erniedrigten NAA/Cr-Quotienten; dagegen war der Cho/Cr-Quotient bei nichttherapierter HIV-Infektion, bei neurologischen Symptomen und vermehrter Viruslast nicht signifikant erhöht. mI/Cr war signifikant erhöht bei neurologischen Symptomen. Bei Patienten mit nichttherapierter HIV-Infektion oder hoher Viruslast fand sich ebenfalls ein erhöhter mI/Cr-Quotient bei fehlender Signifikanz. Für den GIx/Cr-Quotienten konnten keine Unterschiede zwischen Probanden- und Patientenkollektiv gefunden werden. Die bei HIV-Infektion erniedrigten NAA/Cr- sowie erhöhten Cho/Cr- und mI/Cr-Quotienten können als Zeichen neuronaler Schädigung in Kombination mit gliotischen Umbauvorgängen oder entzündlichen Veränderungen gedeutet werden. Mit Beginn neurologischer Symptome oder gestiegener Viruslast nehmen die metabolischen Veränderungen zu. Nach antiretroviraler Therapie rückläufige Veränderungen können eventuell zur Therapiekontrolle verwendet werden.AbstractInfection with the human immundeficiency virus (HIV) can affect the central nervous system and can result in AIDS Dementia Complex. Neuronal and glial changes can be measured indirectly with in vivo1H MR spectroscopy. Fifteen HIV positive patients were examined in parietal white matter by localized1H MR spectroscopy. Patients were regrouped in 3 different categories: 1. antiretroviral therapy −/+; 2. −/+ neurologic symptoms, 3. 400000 viral copies/ml plasma, respectively and compared with 9 volunteers. Two spectroscopy sequences were applied with a TE of 5 and 135 ms, respectively. Peak integral values were calculated for N-acetylaspartate (NAA), choline (Cho), phosphocreatine/creatine (Cr), myo-inositol (mI) and glutamate/glutamine (GIx) and normalized to Cr. All patients had a reduced NAA/Cr ratio, while the Cho/Cr ratio was increased in patients without therapy, with neurologic symptoms and a high viral load, but not significant. The mI/Cr ratio was significantly increased in patients with neurologic symptoms. Patients not on antiretroviral therapy or with a high viral load showed a not significant increase of the mI/Cr ratio. The GIx ratio did not show any significant difference between volunteers and patients. The NAA/Cr reduction and increased Cho/Cr and mI/Cr ratios in HIV may reflect neuronal loss in combination with cell membrane modification, myelin alterations or increased microglia in HIV infection. As the HIV infection progresses, the MR spectroscopy alterations become more prominent. Spectroscopy changes under antiretroviral therapy may be used to monitor HIV+ patients.

Zur Pathogenese des peritumoralen Ödems bei Meningeomen

ZusammenfassungAufgrund der extrazerebralen Lage von Meningeomen ist im Gegensatz zu Gliomen die Entstehung eines peritumoralen Hirnödems bisher nicht ausreichend geklärt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erfassung von metabolischen Veränderungen im Hirmödem, um so pathogenetische Rückschlüsse auf die Ödemenstehung zu gewinnen.Bei neun Patienten mit ödemassoziierten Meningeomen wurde präoperativ eine Protonenspektroskopie durchgeführt. In fünf von neun Fällen ließ sich der spektroskopische Nachweis von Lactat im peritumoralen Ödem erbringen (Tabelle 2). Alle fünf Fälle hatten große Ödeme mit Ödemvolumina von jeweils mehr als 50 cm3. Bei drei von neun ödemassoziierten Meningeomen ließ sich im Ödem kein Lactat nachweisen, wobei die betreffenden Ödemvolumina in einem Fall klein (5,1 cm3) und in zwei Fällen mittelgradig (32,1 cm3 und 38,2 cm3) waren. Bei einem ödemassoziierten Meningeom gelang der Nachweis von Lactat im Ödem nur fraglich. Ferner wurde eine Inversion-Recovery-(IR)Spektroskopiesequenz eingesetzt, die speziell Signale von Makromolekülen erfassen konnte. Bei der Anwendung bei einer Patientin mit einem Meningeomrezidiv konnten im perifokalen Ödem erhöhte Makromolekülresonanzen nachgewiesen werden.Die vorliegende Studie zeigt an, daß ischämische Prozesse innerhalb von peritumoralen Ödemen bei Meningeomen zwar häufig sind, jedoch eher als sekundäre Effekte anzusehen sind. Bei der Ödeminduktion spielen eher hydrodynamische Prozesse eine Rolle, die mit dem Übertritt von Makromolekülen vom Tumor in das Gehirn verbunden sein könnten.AbstractIn contrary to intracerebral tumors, the genesis of peritumoral edema in meningiomas is not yet completely understood. The aim of this study was to detect metabolic changes and to discuss their potential role for induction of the peritumoral brain edema.For this purpose, MR proton spectroscopy (MRS) was performed in 9 patients with edema associated meningiomas. In 5/9 patients lactate (lac) was detectable in the peritumoral edema, each with extended edema of more than 50 cm3. In 3/9 cases with small or medium extent of brain edema (5.1 to 38 cm3) no lactate was found. Detection of macromolecule resonances in edema was possible in a case of recurrent meningioma using a self designed inversion recovery MRS-sequence.This study shows that ischemia is frequent in peritumoral edema of meningioma but most probably must be regarded as a secondary effect. In induction of edema, however, hydrodynamic processes possibly combined with migration of macromolecules from the tumor into the edema seem to play the most important role.