Dokument: Mikrostrukturelle Gewebeanalyse der menschlichen Niere mittels diffusionsgewichteter Magnetresonanztomographie

Titel:	Mikrostrukturelle Gewebeanalyse der menschlichen Niere mittels diffusionsgewichteter Magnetresonanztomographie
Weiterer Titel:	Microstructural tissue analysis of the human kidney using diffusion-weighted magnetic resonance imaging
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=71131
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20251030-125024-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Thiel, Thomas [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 26,74 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 28.10.2025 / geändert 28.10.2025
Beitragende:	PD Dr. Wittsack, Hans-Jörg [Gutachter] Prof. Dr. Görlitz, Axel [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Beschreibung:	Im Rahmen dieser Arbeit wurde mittels Diffusionsgewichteter Bildgebung (engl. diffusion- weighted imaging, DWI) ein tieferer Einblick in die Mikrostruktur der menschlichen Niere erreicht. Im Gegensatz zu anderen Anwendungen in der Magnetresonanztomographie (MRT) bietet die DWI ein weites Feld an unterschiedlichen Analysemethoden, die auf verschiedene Prozesse im Gewebe zurückzuführen sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurden deshalb zwei verschiedene Ansätze gewählt, um nähere Informationen über die Feinstruktur der Niere zu erhalten. Zunächst wurde mithilfe der beiden DWI-Parameter apparent diffusion coefficient (ADC) und der Fraktionellen Anisotropie (engl. fractional anisotropy, FA) in zwei klinischen Studien versucht, mikrostrukturelle Veränderungen in zwei unterschiedlichen Abschnitten des Nierenparenchyms zu detektieren. In der ersten Studie lag der Fokus auf entzündlichen Prozessen im vaskulären Gewebe der Niere, die insbesondere durch eine Vaskulitis der kleinen Gefäße hervorgerufen werden können. Da die Niere in der Lage ist, die Filtration, auch bei Verlust von funktionellem Gewebe, aufrechtzuerhalten und sich Veränderungen deshalb erst spät in klinischen Laborparametern zeigen, wurde untersucht, inwieweit die DWI, geeignet ist um mikrostrukturelle Veränderungen des Gewebes frühzeitig zu detektieren. Im Rahmen der durchgeführten Studie konnten deutliche Unterschiede zwischen gesunden Kontrollen und Patienten mit Vaskulitis gezeigt werden. Darüber hinaus zeigten sich sowohl in Patienten, die bereits eine diagnostizierte Nierenbeteiligung aufwiesen, als auch in Patienten, bei denen dies nicht zutraf, eine Veränderung im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die DWI könnte, trotz der kleinen Patientenkohorte, also ein wichtiger Biomarker für die frühzeitige Klassifizierung von Vaskulitis assoziierten Nierenschäden sein. In der zweiten Studie lag der Fokus auf Kontrastmittel induzierten Schäden der Niere, die sich besondere im tubuläre Gewebe manifestieren. Auch hier besteht die Problematik, dass Nierenschäden erst mit einigem Nachlauf in den Laborparametern sichtbar werden. Bei allen in der Studie untersuchten Patienten handelte es sich um Risikopatienten mit einer nierenbezogenen Vorerkrankung, die Kontrastmittel im Rahmen einer kardiologischen Intervention erhielten, wobei jeweils eine MRT-Messung zur Erhebung von ADC und FA vor und nach der Applikation durchgeführt wurde. Es konnte gezeigt werden, dass Patienten, die nach dem Eingriff zusätzlichen Funktionsverlust erlitten, bereits direkt nach der Intervention eine Veränderung der DWI-Parameter aufwiesen. Der zweite Abschnitt der Arbeit beschäftigt sich mit methodischen Entwicklungen zu mono- und multi-exponentiellen DWI-Ansätzen. Ziel ist es, mit den vorgestellten technischen Entwicklungen, die DWI-Analyse in der menschlichen Niere zu verbessern. Es wurde unter anderem ein Programm erstellt, welches die Möglichkeit bietet, eine höhere Anzahl an b-Werten und unterschiedlichen Diffusionsrichtungen zu messen, was eine detailliertere Analyse des Diffusionsverhaltens in der Niere ermöglicht. Außerdem wurde ein Framework entwickelt, welches eine Reihe an unterschiedlichen Modellen zur Analyse der so gewonnenen DWI-Daten bereitstellt. Im Rahmen der Arbeit wurde außerdem der Einfluss von unterschiedlichen Diffusionszeiten auf die Berechnung von ADC- und intravoxel incoherent motion (IVIM)-Parametern untersucht. Durch die hier verwendete stimulated echo acquisition mode (STEAM)-Sequenz waren zusätzliche Korrekturen notwendig, welche erstmals für verschiedene Modelle implementiert wurden. Es konnte eine deutliche Abhängigkeit von sowohl ADC- als auch IVIM-Parametern gezeigt werden. Für den ADC konnte der Einfluss der Diffusionszeit auf die Bestimmung mithilfe der angewandten Korrekturen entfernt werden. Dies war für die IVIM-Parameter trotz Korrekturen nicht vollständig möglich und es zeigte sich ein Anstieg der Fraktion der Pseudo-Diffusion für die beiden verwendeten Modellierungen. Im Rahmen der Studie konnte gezeigt werden, dass eine Beurteilung von IVIM-Parametern ohne die Berücksichtigung der Diffusionszeit fehlerhaft ist.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	30.10.2025
Dateien geändert am:	30.10.2025
Promotionsantrag am:	24.06.2025
Datum der Promotion:	09.10.2025