{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:1326"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:1326","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"MR-Zisterno-Myelographie mit intrathekalem Gadolinium-BOPTA : Realisierbarkeit, Toxizität und diagnostische Vorteile in-vitro, im Tiermodell und in ersten klinischen Anwendungen","abstract":"Die vorliegende Studie befasst sich mit dem intrathekalen Verhalten und der diagnostischen Einsetzbarkeit des MR-KM's Gadobenate-Dimeglumine (Gd-BOPTA).
Nach in-vitro-Bestimmung der optimalen Konzentrationen in NaCl 0,9% und künstlichem Liquor, wurde das MR-KM an 25 Kaninchen getestet. Hierbei wurden jeweils 3 Tieren Gd-BOPTA in verschiedenen Mengen (3, 50 und 80 µmol) durch zisternale Punktion appliziert. Mannitol 20% diente bei 6 Tieren als equiosmolale Kontrollsubstanz. Alle Tiere wurden anschließend kernspintomographisch untersucht und nach 3, 7 oder 28 Tagen seziert. Vor Gabe des Kontrastmittels sowie am Ende des Versuches wurde Proteinkonzentrationen und Leukozytenzahlen im Liquor bestimmt. Das ZNS wurde an unterschiedlichen Lokalisationen (Großhirn, Kleinhirn und Hirnstamm, Rückenmark) histologisch auf toxische Reaktionen hin untersucht. Ein Übertritt des Gd-BOPTA in neuronale Strukturen wurde kernspintomographisch und histologisch nicht beobachtet. Die Beurteilung der Verteilung des Kontrastmittels innerhalb des Subarachnoidalraumes erfolgte mittels dynamischer Untersuchungen während Kontrastmittelapplikation. Die Nachweisbarkeit von pathologischen Veränderungen wie Stenosen und Liquorfisteln wurde an 4 Tieren getestet. Um zu differenzieren, ob sich mögliche Änderungen der Liquorparameter auf das Kontrastmittel oder die Punktion selbst zurückführen lassen, wurden 4 Kontrolltiere ohne Kontrastmittelaplikation jeweils im Abstand von 3 Tagen punktiert und der gewonnene Liquor untersucht. Es konnten keine toxischen Reaktionen auf das Kontrastmittel beobachtet werden. Die Erhöhung von Zellzahlen und Proteinkonzentrationen im Liquor ließ sich auf die Punktion selbst und die damit verbundene Traumatisierung des Subarachnoidalraumes zurückführen. Es zeigte sich eine gute intrathekale Verteilung des Kontrastmittels. Kleinste anatomische Details stellten sich deutlich dar. Experimentell erzeugte Stenosen und durale Fisteln wurden exakt diagnostiziert.
Stark T2-gewichtete kernspintomographische Sequenzen erlauben eine hyperintense Darstellung des Liquors. Diese als MR-Myelographie bekannte Technik ist seit Jahren klinische Routine. Im Gegensatz zu konventioneller Myelographie ist eine intrathekale Gabe von Kontrastmittel (KM) nicht erforderlich. Hierin besteht ein wesentlicher Vorteil dieser Technik. Jedoch ist eine exakte Diagnostik auch mit diesem Verfahren nicht stets gegeben. Unter bestimmten Vorraussetzungen könnte daher auch die intrathekale Gabe von MR-Kontrastmitteln (MR-KM) indiziert sein.
In ersten klinischen Anwendungen an zwei Patienten war es möglich nach intrathekaler Applikation die pathologischen Verhältnisse detailliert und nebenwirkungsfrei darzustellen.
Gd-BOPTA scheint eine Alternative zu röntgenologischen und nativ kernspintomographischen Verfahren zu sein. Möglicherweise ist es diesen bei besonderen Fragestellungen sogar überlegen.","abstract_html":"Die vorliegende Studie befasst sich mit dem intrathekalen Verhalten und der diagnostischen Einsetzbarkeit des MR-KM's Gadobenate-Dimeglumine (Gd-BOPTA). <br>Nach in-vitro-Bestimmung der optimalen Konzentrationen in NaCl 0,9% und künstlichem Liquor, wurde das MR-KM an 25 Kaninchen getestet. Hierbei wurden jeweils 3 Tieren Gd-BOPTA in verschiedenen Mengen (3, 50 und 80 µmol) durch zisternale Punktion appliziert. Mannitol 20% diente bei 6 Tieren als equiosmolale Kontrollsubstanz. Alle Tiere wurden anschließend kernspintomographisch untersucht und nach 3, 7 oder 28 Tagen seziert. Vor Gabe des Kontrastmittels sowie am Ende des Versuches wurde Proteinkonzentrationen und Leukozytenzahlen im Liquor bestimmt. Das ZNS wurde an unterschiedlichen Lokalisationen (Großhirn, Kleinhirn und Hirnstamm, Rückenmark) histologisch auf toxische Reaktionen hin untersucht. Ein Übertritt des Gd-BOPTA in neuronale Strukturen wurde kernspintomographisch und histologisch nicht beobachtet. Die Beurteilung der Verteilung des Kontrastmittels innerhalb des Subarachnoidalraumes erfolgte mittels dynamischer Untersuchungen während Kontrastmittelapplikation. Die Nachweisbarkeit von pathologischen Veränderungen wie Stenosen und Liquorfisteln wurde an 4 Tieren getestet. Um zu differenzieren, ob sich mögliche Änderungen der Liquorparameter auf das Kontrastmittel oder die Punktion selbst zurückführen lassen, wurden 4 Kontrolltiere ohne Kontrastmittelaplikation jeweils im Abstand von 3 Tagen punktiert und der gewonnene Liquor untersucht. Es konnten keine toxischen Reaktionen auf das Kontrastmittel beobachtet werden. Die Erhöhung von Zellzahlen und Proteinkonzentrationen im Liquor ließ sich auf die Punktion selbst und die damit verbundene Traumatisierung des Subarachnoidalraumes zurückführen. Es zeigte sich eine gute intrathekale Verteilung des Kontrastmittels. Kleinste anatomische Details stellten sich deutlich dar. Experimentell erzeugte Stenosen und durale Fisteln wurden exakt diagnostiziert. <br> Stark T2-gewichtete kernspintomographische Sequenzen erlauben eine hyperintense Darstellung des Liquors. Diese als MR-Myelographie bekannte Technik ist seit Jahren klinische Routine. Im Gegensatz zu konventioneller Myelographie ist eine intrathekale Gabe von Kontrastmittel (KM) nicht erforderlich. Hierin besteht ein wesentlicher Vorteil dieser Technik. Jedoch ist eine exakte Diagnostik auch mit diesem Verfahren nicht stets gegeben. Unter bestimmten Vorraussetzungen könnte daher auch die intrathekale Gabe von MR-Kontrastmitteln (MR-KM) indiziert sein. <br>In ersten klinischen Anwendungen an zwei Patienten war es möglich nach intrathekaler Applikation die pathologischen Verhältnisse detailliert und nebenwirkungsfrei darzustellen. <br>Gd-BOPTA scheint eine Alternative zu röntgenologischen und nativ kernspintomographischen Verfahren zu sein. Möglicherweise ist es diesen bei besonderen Fragestellungen sogar überlegen.","abstract_has_math":false,"creators":["Krämer, Nils Andreas"],"institution":null,"degree_name":null,"degree_level":null,"degree_discipline":null,"degree_department":null,"school":null,"contributors":["Schumacher, Martin"],"advisors":[],"committee_chairs":[],"committee_members":[],"year":null,"date_issued":"","date_published":null,"updated_at":"2026-07-24T02:22:10Z","subjects":["Gd-BOPTA","Gadobenat Dimeglumin","intrathekal","gadobenate dimeglumine","intrathecal"],"languages":[],"rights":[],"rights_urls":[],"identifier_entries":[]},"links":{"outbound_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/data/1326","outbound_label":"Repository record","outbound_source":"source_url"},"metadata_groups":[{"id":"people","label":"People","entries":[{"key":"dc:contributor","label":"Contributor","values":["Schumacher, Martin"]},{"key":"dc:creator","label":"Author","values":["Krämer, Nils Andreas"]}]},{"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":["Gd-BOPTA","Gadobenat Dimeglumin","intrathekal","gadobenate dimeglumine","intrathecal"]}]},{"id":"additional","label":"Additional Metadata","entries":[{"key":"dc:description.abstract","label":"Abstract","values":["Die vorliegende Studie befasst sich mit dem intrathekalen Verhalten und der diagnostischen Einsetzbarkeit des MR-KM's Gadobenate-Dimeglumine (Gd-BOPTA).
Nach in-vitro-Bestimmung der optimalen Konzentrationen in NaCl 0,9% und künstlichem Liquor, wurde das MR-KM an 25 Kaninchen getestet. Hierbei wurden jeweils 3 Tieren Gd-BOPTA in verschiedenen Mengen (3, 50 und 80 µmol) durch zisternale Punktion appliziert. Mannitol 20% diente bei 6 Tieren als equiosmolale Kontrollsubstanz. Alle Tiere wurden anschließend kernspintomographisch untersucht und nach 3, 7 oder 28 Tagen seziert. Vor Gabe des Kontrastmittels sowie am Ende des Versuches wurde Proteinkonzentrationen und Leukozytenzahlen im Liquor bestimmt. Das ZNS wurde an unterschiedlichen Lokalisationen (Großhirn, Kleinhirn und Hirnstamm, Rückenmark) histologisch auf toxische Reaktionen hin untersucht. Ein Übertritt des Gd-BOPTA in neuronale Strukturen wurde kernspintomographisch und histologisch nicht beobachtet. Die Beurteilung der Verteilung des Kontrastmittels innerhalb des Subarachnoidalraumes erfolgte mittels dynamischer Untersuchungen während Kontrastmittelapplikation. Die Nachweisbarkeit von pathologischen Veränderungen wie Stenosen und Liquorfisteln wurde an 4 Tieren getestet. Um zu differenzieren, ob sich mögliche Änderungen der Liquorparameter auf das Kontrastmittel oder die Punktion selbst zurückführen lassen, wurden 4 Kontrolltiere ohne Kontrastmittelaplikation jeweils im Abstand von 3 Tagen punktiert und der gewonnene Liquor untersucht. Es konnten keine toxischen Reaktionen auf das Kontrastmittel beobachtet werden. Die Erhöhung von Zellzahlen und Proteinkonzentrationen im Liquor ließ sich auf die Punktion selbst und die damit verbundene Traumatisierung des Subarachnoidalraumes zurückführen. Es zeigte sich eine gute intrathekale Verteilung des Kontrastmittels. Kleinste anatomische Details stellten sich deutlich dar. Experimentell erzeugte Stenosen und durale Fisteln wurden exakt diagnostiziert.
Stark T2-gewichtete kernspintomographische Sequenzen erlauben eine hyperintense Darstellung des Liquors. Diese als MR-Myelographie bekannte Technik ist seit Jahren klinische Routine. Im Gegensatz zu konventioneller Myelographie ist eine intrathekale Gabe von Kontrastmittel (KM) nicht erforderlich. Hierin besteht ein wesentlicher Vorteil dieser Technik. Jedoch ist eine exakte Diagnostik auch mit diesem Verfahren nicht stets gegeben. Unter bestimmten Vorraussetzungen könnte daher auch die intrathekale Gabe von MR-Kontrastmitteln (MR-KM) indiziert sein.
In ersten klinischen Anwendungen an zwei Patienten war es möglich nach intrathekaler Applikation die pathologischen Verhältnisse detailliert und nebenwirkungsfrei darzustellen.
Gd-BOPTA scheint eine Alternative zu röntgenologischen und nativ kernspintomographischen Verfahren zu sein. Möglicherweise ist es diesen bei besonderen Fragestellungen sogar überlegen.","BACKGROUND: Magnetic resonance imaging (MRI) with heavily T2-weighted sequences presents hyperintense cerebrospinal fluid (CSF) and is the prevalent technique for depiction of the subarachnoid space (SAS). This technique was coined as MR-myelography. The non-invasiveness and the good soft-tissue-contrast known from MRI in general are the major advantages thereby. However, certain pathological conditions might demand for additional methods such as the intrathecal application of MR contrast media (CM). Aim of this study was to determine the intrathecal characteristics and diagnostic feasibility of gadobenate dimeglumine (Gd-BOPTA). METHODS: We diluted Gd-BOPTA in saline 0.9% and artificial CSF (aCSF) to assess the optimum diagnostic concentration for intrathecal use. The samples were measured in a 1.5T magnet using clinical T1- and T2-weighted sequences. The animal study was conducted with 25 New-Zealand-White rabbits. Different concentrations of Gd-BOPTA (3, 50, 80 µmol) were injected intrathecally into 3 animals each. Mannitol 20% in equiosmolal volumes was used as control in 6 rabbits. Access to the SAS was established by cisternal puncture in all cases. All animals were scanned before and after the instillation of the substances in a 1.5T whole-body scanner (Symphony, Siemens, Germany) using an extremity coil. We performed clinical T1-, T2-, T2*-weighted sequences, fluid attenuated inversion recovery (FLAIR), fast low angular shot (FLASH), magnetization prepared rapid acquisition gradient-echo (MPRAGE) and current interference in steady state (CISS3D) measurements. The animals were killed after 3, 7 or 28 days. Protein levels and leukocyte counts were assessed before instillation of the agent and at the end of the experiment. Histological examinations of the brain, the cerebellum and the myelon were performed. As another controls 4 additional animals were solely punctured diagnostically without injecting any substances at intervals of 3 days. In two additional rabbits each, we created an artificial leakage and a man-made stenosis. RESULTS: The in-vitro experiment presented best enhancement at a concentration of 1 µmol per ml aCSF on T1-weighted images. We observed a loss of signal intensity on T1- and on T2-weighted sequences in concentrations above 10 µmol/ml and above 2 µmol/ml, respectively. Out of 25 rabbits 22 were included in the evaluation. In all cases we successfully achieved volumes of CSF (0.05-0.7 ml). Rabbits treated with low dose of Gd-BOPTA (3 µmol) showed no increase in CSF parameters except from one case with an increase of leukocytes after one week (3 to 11 cells). Animals treated with high concentrations of Gd-BOPTA showed a distinct increase of CSF parameters after 3 days - 50µmol: 2 to 11 cells and 193 to 532 mg protein per litre CSF; 80µmol: 3 to 97 leukocytes and protein level of 209 to 931 mg/l. Rabbits punctured at intervals of 3 days also showed increased CSF values. These changes were not depending on the instillation of CM but on the puncture itself. The histological examination revealed no apparent signs of neurotoxicity as inflamation or necrosis. Good intrathecal dilution of the CM within the SAS allowed identification of small anatomical structures and depiction of the artificial alterations. No diffusion into brain parenchyma was noticed. DISCUSSION: Unlike X-ray CM, concentration and signal enhancement do not relate in a linear manner. Thus knowledge of the precise dosage (1 µmol/ml) is crucial. Due to T2*-effects in higher doses we found inverse signal behavior as well in T2- and in T1-weighted sequences. In contrast to previous studies using different MR-CM we did not notice neither gradual diffusion nor apparent signs of neurotoxicity. Even if the rise in CSF parameters was more prominent in rabbits receiving Gd-BOPTA we believe this to be induced by the punctural traumatisation of the SAS. Fine delineation of intrathecal anatomical and pathological structures confirmed the diagnostic value of this technique. In preliminary selected patients this technique confirmed its capability to be an additional diagnostic tool in cases conventional methods fail to reveal the exact diagnosis. Thereby, the absence of apparent neurotoxicity and gradual diffusion turns Gd-BOPTA into the better alternative in contrast to other MR-CM."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["MR-Zisterno-Myelographie mit intrathekalem Gadolinium-BOPTA : Realisierbarkeit, Toxizität und diagnostische Vorteile in-vitro, im Tiermodell und in ersten klinischen Anwendungen","MR-Cistero-Myelography using intrathecal Gadolinium-BOPTA : feasability, Toxicity and Diagnostics ; In-vitro, in an animal model and in preliminary clinical applications"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Schumacher, Martin"],"dc:creator":["Krämer, Nils Andreas"],"dc:description.abstract":["Die vorliegende Studie befasst sich mit dem intrathekalen Verhalten und der diagnostischen Einsetzbarkeit des MR-KM's Gadobenate-Dimeglumine (Gd-BOPTA).
Nach in-vitro-Bestimmung der optimalen Konzentrationen in NaCl 0,9% und künstlichem Liquor, wurde das MR-KM an 25 Kaninchen getestet. Hierbei wurden jeweils 3 Tieren Gd-BOPTA in verschiedenen Mengen (3, 50 und 80 µmol) durch zisternale Punktion appliziert. Mannitol 20% diente bei 6 Tieren als equiosmolale Kontrollsubstanz. Alle Tiere wurden anschließend kernspintomographisch untersucht und nach 3, 7 oder 28 Tagen seziert. Vor Gabe des Kontrastmittels sowie am Ende des Versuches wurde Proteinkonzentrationen und Leukozytenzahlen im Liquor bestimmt. Das ZNS wurde an unterschiedlichen Lokalisationen (Großhirn, Kleinhirn und Hirnstamm, Rückenmark) histologisch auf toxische Reaktionen hin untersucht. Ein Übertritt des Gd-BOPTA in neuronale Strukturen wurde kernspintomographisch und histologisch nicht beobachtet. Die Beurteilung der Verteilung des Kontrastmittels innerhalb des Subarachnoidalraumes erfolgte mittels dynamischer Untersuchungen während Kontrastmittelapplikation. Die Nachweisbarkeit von pathologischen Veränderungen wie Stenosen und Liquorfisteln wurde an 4 Tieren getestet. Um zu differenzieren, ob sich mögliche Änderungen der Liquorparameter auf das Kontrastmittel oder die Punktion selbst zurückführen lassen, wurden 4 Kontrolltiere ohne Kontrastmittelaplikation jeweils im Abstand von 3 Tagen punktiert und der gewonnene Liquor untersucht. Es konnten keine toxischen Reaktionen auf das Kontrastmittel beobachtet werden. Die Erhöhung von Zellzahlen und Proteinkonzentrationen im Liquor ließ sich auf die Punktion selbst und die damit verbundene Traumatisierung des Subarachnoidalraumes zurückführen. Es zeigte sich eine gute intrathekale Verteilung des Kontrastmittels. Kleinste anatomische Details stellten sich deutlich dar. Experimentell erzeugte Stenosen und durale Fisteln wurden exakt diagnostiziert.
Stark T2-gewichtete kernspintomographische Sequenzen erlauben eine hyperintense Darstellung des Liquors. Diese als MR-Myelographie bekannte Technik ist seit Jahren klinische Routine. Im Gegensatz zu konventioneller Myelographie ist eine intrathekale Gabe von Kontrastmittel (KM) nicht erforderlich. Hierin besteht ein wesentlicher Vorteil dieser Technik. Jedoch ist eine exakte Diagnostik auch mit diesem Verfahren nicht stets gegeben. Unter bestimmten Vorraussetzungen könnte daher auch die intrathekale Gabe von MR-Kontrastmitteln (MR-KM) indiziert sein.
In ersten klinischen Anwendungen an zwei Patienten war es möglich nach intrathekaler Applikation die pathologischen Verhältnisse detailliert und nebenwirkungsfrei darzustellen.
Gd-BOPTA scheint eine Alternative zu röntgenologischen und nativ kernspintomographischen Verfahren zu sein. Möglicherweise ist es diesen bei besonderen Fragestellungen sogar überlegen.","BACKGROUND: Magnetic resonance imaging (MRI) with heavily T2-weighted sequences presents hyperintense cerebrospinal fluid (CSF) and is the prevalent technique for depiction of the subarachnoid space (SAS). This technique was coined as MR-myelography. The non-invasiveness and the good soft-tissue-contrast known from MRI in general are the major advantages thereby. However, certain pathological conditions might demand for additional methods such as the intrathecal application of MR contrast media (CM). Aim of this study was to determine the intrathecal characteristics and diagnostic feasibility of gadobenate dimeglumine (Gd-BOPTA). METHODS: We diluted Gd-BOPTA in saline 0.9% and artificial CSF (aCSF) to assess the optimum diagnostic concentration for intrathecal use. The samples were measured in a 1.5T magnet using clinical T1- and T2-weighted sequences. The animal study was conducted with 25 New-Zealand-White rabbits. Different concentrations of Gd-BOPTA (3, 50, 80 µmol) were injected intrathecally into 3 animals each. Mannitol 20% in equiosmolal volumes was used as control in 6 rabbits. Access to the SAS was established by cisternal puncture in all cases. All animals were scanned before and after the instillation of the substances in a 1.5T whole-body scanner (Symphony, Siemens, Germany) using an extremity coil. We performed clinical T1-, T2-, T2*-weighted sequences, fluid attenuated inversion recovery (FLAIR), fast low angular shot (FLASH), magnetization prepared rapid acquisition gradient-echo (MPRAGE) and current interference in steady state (CISS3D) measurements. The animals were killed after 3, 7 or 28 days. Protein levels and leukocyte counts were assessed before instillation of the agent and at the end of the experiment. Histological examinations of the brain, the cerebellum and the myelon were performed. As another controls 4 additional animals were solely punctured diagnostically without injecting any substances at intervals of 3 days. In two additional rabbits each, we created an artificial leakage and a man-made stenosis. RESULTS: The in-vitro experiment presented best enhancement at a concentration of 1 µmol per ml aCSF on T1-weighted images. We observed a loss of signal intensity on T1- and on T2-weighted sequences in concentrations above 10 µmol/ml and above 2 µmol/ml, respectively. Out of 25 rabbits 22 were included in the evaluation. In all cases we successfully achieved volumes of CSF (0.05-0.7 ml). Rabbits treated with low dose of Gd-BOPTA (3 µmol) showed no increase in CSF parameters except from one case with an increase of leukocytes after one week (3 to 11 cells). Animals treated with high concentrations of Gd-BOPTA showed a distinct increase of CSF parameters after 3 days - 50µmol: 2 to 11 cells and 193 to 532 mg protein per litre CSF; 80µmol: 3 to 97 leukocytes and protein level of 209 to 931 mg/l. Rabbits punctured at intervals of 3 days also showed increased CSF values. These changes were not depending on the instillation of CM but on the puncture itself. The histological examination revealed no apparent signs of neurotoxicity as inflamation or necrosis. Good intrathecal dilution of the CM within the SAS allowed identification of small anatomical structures and depiction of the artificial alterations. No diffusion into brain parenchyma was noticed. DISCUSSION: Unlike X-ray CM, concentration and signal enhancement do not relate in a linear manner. Thus knowledge of the precise dosage (1 µmol/ml) is crucial. Due to T2*-effects in higher doses we found inverse signal behavior as well in T2- and in T1-weighted sequences. In contrast to previous studies using different MR-CM we did not notice neither gradual diffusion nor apparent signs of neurotoxicity. Even if the rise in CSF parameters was more prominent in rabbits receiving Gd-BOPTA we believe this to be induced by the punctural traumatisation of the SAS. Fine delineation of intrathecal anatomical and pathological structures confirmed the diagnostic value of this technique. In preliminary selected patients this technique confirmed its capability to be an additional diagnostic tool in cases conventional methods fail to reveal the exact diagnosis. 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