{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:1319"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:1319","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Präoperative Evaluierung von Transplantatnieren: Volumenselektive 31P-Magnet-Resonanz-Spektroskopie mittels Chemical Shift Imaging","abstract":"Ziel dieser Arbeit war die Evaluation der volumenselektiven 31P-Magnet-Resonanz-Spektroskopie (31P -MRS) zur präoperativen Beurteilung von Nierentransplantaten. In früheren Studien stellte sich heraus, dass die nicht-volumenselektive 31P -MRS aufgrund großer Ungenauigkeiten, vor allem durch störende Einflüsse aus phosphorhaltigen Perfusionslösungen, zur präoperativen Abschätzung der Qualität eines Transplantates nicht
geeignet ist. Das Verfahren des Chemical Shift Imaging (CSI) erlaubt die Aufzeichnung von volumenselektiven 31P -Spektren. Hierbei wird unter Ausschluss des störenden Phosphates der
Perfusionslösung die gezielte Beurteilung von 31P –Spektren aus dem Nierengewebe möglich. Die einzelnen Peaks 31P -Spektren werden durch verschiedene phosphorhaltige Substanzklassen wie Phosphormonoester (PME), Phosphodiester (PDE), anorganisches Phosphat (Pi) und energiereiche Phosphate (ATP, etc.) hervorgerufen. Aus den Spektren wurden die relativen Konzentrationen an PME durch Berechnung des PME/Pi-Quotienten
ermittelt und mit verschiedenen klinischen Parametern der Nierenfunktion (Kreatinin, Harnstoff, Diurese...) nach Transplantation korreliert. Für eine Korrelation der aus den Spektren ermittelten Quotienten mit der Transplantatfunktion ist es notwendig, die Quotienten auf das Ende der Kaltischämiezeit (CIT) zu extrapolieren, da der PME/Pi-Quotient im Laufe der CIT ständig abfällt. Die für diese Extrapolation benötigte Zerfallskonstante a wurde jeweils für UW- und HTK-perfundierte Nieren an Nieren von Schlachtschweinen bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass der PME/Pi-Quotient im Laufe der CIT exponentiell abfällt. Die extrapolierten, aus volumenselektiven Spektren ermittelten PME/Pi-Quotienten korrelieren gut mit der anschließenden Nierenfunktion. Aus den Korrelationen ergab sich, dass Nieren, die sich im 31P -Spektrum durch einen PME/Pi-Quotienten > 0,7 auszeichnen, eine gute Transplantatfunktion aufweisen, Organe mit kleinerem Quotienten zeigen 14 Tage nach der Transplantation noch keine befriedigende Funktion. Somit gelang der Nachweis, daß die volumenselektive 31P -Spektroskopie ein geeignetes nicht-invasives Verfahren darstellt, um vor der Transplantation die Qualität eines Nierentransplantates abzuschätzen. Bei Einsatz der 31P -MRS im Klinikalltag könnte dies eine gezielte und frühe therapeutische Intervention bei zu erwartender postoperativer Organdysfunktion ermöglichen.","abstract_html":"Ziel dieser Arbeit war die Evaluation der volumenselektiven 31P-Magnet-Resonanz-Spektroskopie (31P -MRS) zur präoperativen Beurteilung von Nierentransplantaten. In früheren Studien stellte sich heraus, dass die nicht-volumenselektive 31P -MRS aufgrund großer Ungenauigkeiten, vor allem durch störende Einflüsse aus phosphorhaltigen Perfusionslösungen, zur präoperativen Abschätzung der Qualität eines Transplantates nicht <br>geeignet ist. Das Verfahren des Chemical Shift Imaging (CSI) erlaubt die Aufzeichnung von volumenselektiven 31P -Spektren. Hierbei wird unter Ausschluss des störenden Phosphates der <br>Perfusionslösung die gezielte Beurteilung von 31P –Spektren aus dem Nierengewebe möglich. Die einzelnen Peaks 31P -Spektren werden durch verschiedene phosphorhaltige Substanzklassen wie Phosphormonoester (PME), Phosphodiester (PDE), anorganisches Phosphat (Pi) und energiereiche Phosphate (ATP, etc.) hervorgerufen. Aus den Spektren wurden die relativen Konzentrationen an PME durch Berechnung des PME/Pi-Quotienten <br>ermittelt und mit verschiedenen klinischen Parametern der Nierenfunktion (Kreatinin, Harnstoff, Diurese...) nach Transplantation korreliert. Für eine Korrelation der aus den Spektren ermittelten Quotienten mit der Transplantatfunktion ist es notwendig, die Quotienten auf das Ende der Kaltischämiezeit (CIT) zu extrapolieren, da der PME/Pi-Quotient im Laufe der CIT ständig abfällt. Die für diese Extrapolation benötigte Zerfallskonstante a wurde jeweils für UW- und HTK-perfundierte Nieren an Nieren von Schlachtschweinen bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass der PME/Pi-Quotient im Laufe der CIT exponentiell abfällt. Die extrapolierten, aus volumenselektiven Spektren ermittelten PME/Pi-Quotienten korrelieren gut mit der anschließenden Nierenfunktion. Aus den Korrelationen ergab sich, dass Nieren, die sich im 31P -Spektrum durch einen PME/Pi-Quotienten > 0,7 auszeichnen, eine gute Transplantatfunktion aufweisen, Organe mit kleinerem Quotienten zeigen 14 Tage nach der Transplantation noch keine befriedigende Funktion. Somit gelang der Nachweis, daß die volumenselektive 31P -Spektroskopie ein geeignetes nicht-invasives Verfahren darstellt, um vor der Transplantation die Qualität eines Nierentransplantates abzuschätzen. Bei Einsatz der 31P -MRS im Klinikalltag könnte dies eine gezielte und frühe therapeutische Intervention bei zu erwartender postoperativer Organdysfunktion ermöglichen.","abstract_has_math":false,"creators":["Niekisch, Miriam Barbara"],"institution":null,"degree_name":null,"degree_level":null,"degree_discipline":null,"degree_department":null,"school":null,"contributors":["Kirste, Günter"],"advisors":[],"committee_chairs":[],"committee_members":[],"year":null,"date_issued":"","date_published":null,"updated_at":"2026-07-24T02:22:10Z","subjects":["Phosphor-31-CSI","chemical shift imaging"],"languages":[],"rights":[],"rights_urls":[],"identifier_entries":[]},"links":{"outbound_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/data/1319","outbound_label":"Repository record","outbound_source":"source_url"},"metadata_groups":[{"id":"people","label":"People","entries":[{"key":"dc:contributor","label":"Contributor","values":["Kirste, Günter"]},{"key":"dc:creator","label":"Author","values":["Niekisch, Miriam Barbara"]}]},{"id":"academic_context","label":"Academic Context","entries":[{"key":"dc:type","label":"Dc Type","values":["DoctoralThesis"]}]},{"id":"subjects_keywords","label":"Subjects and Keywords","entries":[{"key":"dc:subject","label":"Dc Subject","values":["Phosphor-31-CSI","chemical shift imaging"]}]},{"id":"additional","label":"Additional Metadata","entries":[{"key":"dc:description.abstract","label":"Abstract","values":["Ziel dieser Arbeit war die Evaluation der volumenselektiven 31P-Magnet-Resonanz-Spektroskopie (31P -MRS) zur präoperativen Beurteilung von Nierentransplantaten. In früheren Studien stellte sich heraus, dass die nicht-volumenselektive 31P -MRS aufgrund großer Ungenauigkeiten, vor allem durch störende Einflüsse aus phosphorhaltigen Perfusionslösungen, zur präoperativen Abschätzung der Qualität eines Transplantates nicht
geeignet ist. Das Verfahren des Chemical Shift Imaging (CSI) erlaubt die Aufzeichnung von volumenselektiven 31P -Spektren. Hierbei wird unter Ausschluss des störenden Phosphates der
Perfusionslösung die gezielte Beurteilung von 31P –Spektren aus dem Nierengewebe möglich. Die einzelnen Peaks 31P -Spektren werden durch verschiedene phosphorhaltige Substanzklassen wie Phosphormonoester (PME), Phosphodiester (PDE), anorganisches Phosphat (Pi) und energiereiche Phosphate (ATP, etc.) hervorgerufen. Aus den Spektren wurden die relativen Konzentrationen an PME durch Berechnung des PME/Pi-Quotienten
ermittelt und mit verschiedenen klinischen Parametern der Nierenfunktion (Kreatinin, Harnstoff, Diurese...) nach Transplantation korreliert. Für eine Korrelation der aus den Spektren ermittelten Quotienten mit der Transplantatfunktion ist es notwendig, die Quotienten auf das Ende der Kaltischämiezeit (CIT) zu extrapolieren, da der PME/Pi-Quotient im Laufe der CIT ständig abfällt. Die für diese Extrapolation benötigte Zerfallskonstante a wurde jeweils für UW- und HTK-perfundierte Nieren an Nieren von Schlachtschweinen bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass der PME/Pi-Quotient im Laufe der CIT exponentiell abfällt. Die extrapolierten, aus volumenselektiven Spektren ermittelten PME/Pi-Quotienten korrelieren gut mit der anschließenden Nierenfunktion. Aus den Korrelationen ergab sich, dass Nieren, die sich im 31P -Spektrum durch einen PME/Pi-Quotienten > 0,7 auszeichnen, eine gute Transplantatfunktion aufweisen, Organe mit kleinerem Quotienten zeigen 14 Tage nach der Transplantation noch keine befriedigende Funktion. Somit gelang der Nachweis, daß die volumenselektive 31P -Spektroskopie ein geeignetes nicht-invasives Verfahren darstellt, um vor der Transplantation die Qualität eines Nierentransplantates abzuschätzen. Bei Einsatz der 31P -MRS im Klinikalltag könnte dies eine gezielte und frühe therapeutische Intervention bei zu erwartender postoperativer Organdysfunktion ermöglichen.","31Phosphorus Magnetic Resonance Spectroscopy (31P-MRS) has been evaluated in several studies for pretransplant assessment of renal viability. As indicator of graft quality the ratio of phosphomonoesters to organ’s inorganic phosphate (PME/Pio) is the parameter of choice. However, exact calculation of PME/Pio ratio is disturbed by interference from the signal of phosphorus contained in the preservation solution (Pip). Here, we present an improvement attained by using volume selective 31P-MRS employing Chemical Shift Imaging (CSI) enabling reduction in the disturbing influence of Pip.
16 renal grafts were investigated using a 2.0 Tesla whole body scanner and a cross-coil setting with active decoupled receiver coil. 31P-CSI was used to measure two-dimensional spectra of a 4 cm slice of the graft in 12 x 12 matrix. Peaks of each spectrum were fitted with MRUI/Matlab software using VarPro and the mean PME/Pio ratio was calculated.
Significant correlation between the PME/Pio ratio and clinical kidney function was found. In comparison to former trials using PME/Pio ratios calculated from non volume selective spectra the correlation outcome improved significantly. Furthermore, overlay of CSI-spectra matrix and corresponding slice image of the kidney illustrates the origin of different signals in the spectra.
Our work demonstrates that the PME/Pio ratio calculated from CSI-spectra is a reliable indicator of viability of renal grafts. Early knowledge of graft quality may allow therapy to be adapted to the conditions of the organ, as for example by initial withholding of nephrotoxic calcineurin-inhibitors in kidneys with high risk of delayed graft function."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Präoperative Evaluierung von Transplantatnieren: Volumenselektive 31P-Magnet-Resonanz-Spektroskopie mittels Chemical Shift Imaging","Pretransplant assessment of human renal grafts via 31P-CSI"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Kirste, Günter"],"dc:creator":["Niekisch, Miriam Barbara"],"dc:description.abstract":["Ziel dieser Arbeit war die Evaluation der volumenselektiven 31P-Magnet-Resonanz-Spektroskopie (31P -MRS) zur präoperativen Beurteilung von Nierentransplantaten. In früheren Studien stellte sich heraus, dass die nicht-volumenselektive 31P -MRS aufgrund großer Ungenauigkeiten, vor allem durch störende Einflüsse aus phosphorhaltigen Perfusionslösungen, zur präoperativen Abschätzung der Qualität eines Transplantates nicht
geeignet ist. Das Verfahren des Chemical Shift Imaging (CSI) erlaubt die Aufzeichnung von volumenselektiven 31P -Spektren. Hierbei wird unter Ausschluss des störenden Phosphates der
Perfusionslösung die gezielte Beurteilung von 31P –Spektren aus dem Nierengewebe möglich. Die einzelnen Peaks 31P -Spektren werden durch verschiedene phosphorhaltige Substanzklassen wie Phosphormonoester (PME), Phosphodiester (PDE), anorganisches Phosphat (Pi) und energiereiche Phosphate (ATP, etc.) hervorgerufen. Aus den Spektren wurden die relativen Konzentrationen an PME durch Berechnung des PME/Pi-Quotienten
ermittelt und mit verschiedenen klinischen Parametern der Nierenfunktion (Kreatinin, Harnstoff, Diurese...) nach Transplantation korreliert. Für eine Korrelation der aus den Spektren ermittelten Quotienten mit der Transplantatfunktion ist es notwendig, die Quotienten auf das Ende der Kaltischämiezeit (CIT) zu extrapolieren, da der PME/Pi-Quotient im Laufe der CIT ständig abfällt. Die für diese Extrapolation benötigte Zerfallskonstante a wurde jeweils für UW- und HTK-perfundierte Nieren an Nieren von Schlachtschweinen bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass der PME/Pi-Quotient im Laufe der CIT exponentiell abfällt. Die extrapolierten, aus volumenselektiven Spektren ermittelten PME/Pi-Quotienten korrelieren gut mit der anschließenden Nierenfunktion. Aus den Korrelationen ergab sich, dass Nieren, die sich im 31P -Spektrum durch einen PME/Pi-Quotienten > 0,7 auszeichnen, eine gute Transplantatfunktion aufweisen, Organe mit kleinerem Quotienten zeigen 14 Tage nach der Transplantation noch keine befriedigende Funktion. Somit gelang der Nachweis, daß die volumenselektive 31P -Spektroskopie ein geeignetes nicht-invasives Verfahren darstellt, um vor der Transplantation die Qualität eines Nierentransplantates abzuschätzen. Bei Einsatz der 31P -MRS im Klinikalltag könnte dies eine gezielte und frühe therapeutische Intervention bei zu erwartender postoperativer Organdysfunktion ermöglichen.","31Phosphorus Magnetic Resonance Spectroscopy (31P-MRS) has been evaluated in several studies for pretransplant assessment of renal viability. As indicator of graft quality the ratio of phosphomonoesters to organ’s inorganic phosphate (PME/Pio) is the parameter of choice. However, exact calculation of PME/Pio ratio is disturbed by interference from the signal of phosphorus contained in the preservation solution (Pip). Here, we present an improvement attained by using volume selective 31P-MRS employing Chemical Shift Imaging (CSI) enabling reduction in the disturbing influence of Pip.
16 renal grafts were investigated using a 2.0 Tesla whole body scanner and a cross-coil setting with active decoupled receiver coil. 31P-CSI was used to measure two-dimensional spectra of a 4 cm slice of the graft in 12 x 12 matrix. Peaks of each spectrum were fitted with MRUI/Matlab software using VarPro and the mean PME/Pio ratio was calculated.
Significant correlation between the PME/Pio ratio and clinical kidney function was found. In comparison to former trials using PME/Pio ratios calculated from non volume selective spectra the correlation outcome improved significantly. Furthermore, overlay of CSI-spectra matrix and corresponding slice image of the kidney illustrates the origin of different signals in the spectra.
Our work demonstrates that the PME/Pio ratio calculated from CSI-spectra is a reliable indicator of viability of renal grafts. Early knowledge of graft quality may allow therapy to be adapted to the conditions of the organ, as for example by initial withholding of nephrotoxic calcineurin-inhibitors in kidneys with high risk of delayed graft function."],"dc:format.medium":["application/pdf"],"dc:subject":["Phosphor-31-CSI","chemical shift imaging"],"dc:title":["Präoperative Evaluierung von Transplantatnieren: Volumenselektive 31P-Magnet-Resonanz-Spektroskopie mittels Chemical Shift Imaging","Pretransplant assessment of human renal grafts via 31P-CSI"],"dc:type":["DoctoralThesis"]},"updated_at":"2026-07-24T02:22:10Z"}