Erst seit 2010 sind kombinierte Positronenemissionstomographie- Magnetresonanztomographie-Geräte (PET/MRT) zur hybriden Bildgebung verfügbar. Die mit der Entwicklung der Geräte verbundenen Hoffnungen bezüglich der onkologischen Diagnostik lagen zunächst auf einer verbesserten Genauigkeit in der Tumordetektion im Vergleich zur PET/CT. Rasch wurde jedoch deutlich, dass insbesondere die Möglichkeit der non-invasiven, multiparametrischen Charakterisierung von Tumorerkrankungen einen wesentlichen Vorteil der PET/MRT gegenüber der PET/CT darstellt. Der im Universitätsklinikum Leipzig AöR 2011 installierte PET/MRT-Scanner war einer der ersten weltweit und in dieser Habilitationsschrift sind die ersten Erfahrungen mit dieser Methode auf dem Gebiet der onkologischen Diagnostik zusammengefasst. Schwerpunkt ist dabei die Diagnostik von Kopf-Hals-Tumoren, da in diesem Bereich die CT aufgrund des im Vergleich zur MRT schlechteren Weichteilkontrastes Einschränkungen aufweist. In dieser Schrift werden zunächst die unterschiedlichen Konzepte im Gerätedesign der PET/MRT und die Besonderheiten der PET/MRT im Vergleich zur PET/CT erläutert. Auch die kritischen Punkte, die bei der Implementierung eines PET/MRT-Scanners zu beachten sind, werden detailliert dargestellt. Hierbei werden besonders die baulichen und organisatorischen Aspekte berücksichtigt, es werden aber auch Hinweise zur Qualitätskontrolle und zur Entwicklung von Untersuchungsprotokollen gegeben. In der ersten klinischen Studie zur Anwendung der PET/MRT mit 18F-Fluorodesoxyglucose (18F-FDG) bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren konnten wir hinsichtlich Sensitivität und Spezifität noch keine Unterschiede zur PET/CT nachweisen. Allerdings war hier die untersuchte Patientengruppe heterogen und enthielt sowohl Primär- als auch Rezidivtumore. Aktuell konzentriert sich die onkologische Forschung am PET/MRT auf die Möglichkeiten der multiparametrischen Bildgebung zur Detektion und vor allem Charakterisierung von Tumorerkrankungen. Hier konnten wir signifikante Korrelationen von Glukosestoffwechsel und verschiedenen Perfusionsparametern bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren nachweisen. Bei Patientinnen mit Zervixkarzinom konnte ein inverser Zusammenhang zwischen Glukosestoffwechsel und Diffusionsrestriktion nachgewiesen werden. Die letzte aufgeführte Arbeit zeigt die Korrelationen zwischen der bildgebenden Tumorcharakterisierung und histopathologischen Ergebnissen bei Kopf-Hals-Tumoren, wo wir Zusammenhänge von Kernfläche und dem Proliferationsmarker Ki-67 mit Diffusionseigenschaften bzw. Glukosestoffwechsel im Tumorgewebe nachweisen konnten.:Inhalt 1. Einführung in die Thematik 1.1. Entwicklung der hybriden Bildgebung 1.2. Technische Konzepte zur Kombination von PET und MRT 1.2.1. Separate Geräte – räumlich getrennt 1.2.2. Separate Geräte - in einem Raum kombiniert 1.2.3. Integrierte Geräte 1.3. Schwächungskorrektur 1.4. Einsatzgebiete 1.5. Untersuchungsprotokoll am PET/MRT 1.5.1. Allgemeine Überlegungen zum Untersuchungsablauf 1.5.2. MRT-Sequenzen 1.5.3. PET-Tracer 1.6. Eigene Studien 2. Originalarbeiten 2.1. Physikalische und organisatorische Maßnahmen für Installation, regulatorische Anforderungen und Implementierung eines simultanen hybriden PET/MR-Bildgebungssystems in Forschung und klinischer Versorgung 2.2. Ergebnisse der simultanen 18F-FDG PET/MRT im Vergleich zur 18F-FDG PET/CT bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren 2.3. In vivo Korrelation von Glukosemetabolismus, Zelldichte und mikrozirkulatorischen Parametern bei Patienten mit Kopf-Hals-Tumoren: erste Ergebnisse von Untersuchungen mittels simultaner PET/MRT 2.4. Simultane 18F-FDG PET/MRT: Korrelation von scheinbarem Diffusionskoeffizient (ADC) und standardisiertem Aufnahmewert (SUV) beim primären und rezidivierten Zervixkarzinom 2.5. Simultane 18F-FDG PET/MRT: Assoziationen zwischen Diffusion, Glukosemetabolismus und histopathologischen Parametern bei Patienten mit Plattenepithelkarzinomen der Kopf-Hals- Region 3. Ausblick mit Übersichtsartikel „Molekulare Bildgebung bei Kopf-Hals-Tumoren“ 4. Literaturverzeichnis 5. Erklärung über die eigenständige Anfertigung der Arbeit und Kenntlichmachung der benutzten Hilfsmittel bzw. Hilfen 6. Lebenslauf 7. Danksagung

Die vorliegende retrospektive Studie zur postoperativen Radiochemothera-pie bei fortgeschrittenen Kopf-Hals-Tumoren sollte die eigenen Ergebnisse mit den prospektiv-randomisierten Studien vergleichend darlegen und dabei den Nutzen einer Radiochemotherapie überprüfen. Insgesamt wurden 155 Patienten in der retrospektiven Analyse eingeschlossen. Die Überlebens- und Rezidivraten des Patientengutes konnten anlehnend zu den publizier-ten Studien reproduziert werden. Ein Vorteil der Radiochemotherapie in Bezug nehmend auf den posttherapeutischen Verlauf konnte hierbei nicht festgestellt werden. Es traten signifikant vermehrt höhergradige Akutne-benwirkungen nach Applizierung der simultanen, systemischen Therapie auf. Die Arbeit konnte zeigen, dass sich durch die Reduzierung der Gesamt-behandungszeit als auch des Intervalls zwischen Operation und Beginn der adjuvanten Therapie das Gesamtüberleben sowie die lokoregionäre Rezidiv-rate signifikant verbessern ließen. Insgesamt scheinen die Fernmetastasie-rungen und die lokoregionären Rezidive maßgebend für die immer noch un-befriedigenden Überlebensraten zu sein. Gegenstand weiterer Untersu-chungen sollte daher die Optimierung der prätherapeutischen Diagnostik sowie der adjuvanten Therapie sein.

Biometrische und funktionsanalytische Röntgenuntersuchungen des Kopf-Hals-Überganges von in dieser Region nicht erkrankten Hunden der Rasse Deutscher Schäferhund sowie verschiedener Zwergrassen werden verglichen. Für die Morphologischen Untersuchungen werden standardisiert gelagerte Röntgenaufnahmen von 129 anästhesierten Hunden angefertigt und die Parameter Atlaslänge, Axislänge (ohne Dens), Denslänge, Länge von C3 sowie Breite und Höhe des Foramen magnum vermessen. Die zur Länge von C3 ins Verhältnis gesetzten Längenparameter ergeben für Deutsche Schäferhunde eine signifikant größere relative Länge des dorsalen Atlasbogen (0,72 ± 0,07) als für Yorkshire Terrier (0,64 ± 0,08) und eine größere relative Länge des Dens axis beim Deutschen Schäferhund (0,40 ± 0,04) als bei Yorkshire Terriern (0,33 ± 0,05) und Zwergrassen allgemein (0,34 ± 0,06). Die relative Länge des Axiskörpers differierte dagegen unwesentlich. Der radiologisch ermittelte Foramen-magnum-Index ist bei den untersuchten Zwergrassen (0,57 ± 0,11) deutlich geringer als er bei kleinen Rassen mit dorsaler Kerbe des Foramen magnum (Mazerationspräparate) in der Literatur beschrieben wird. Für die Funktionsanalyse wird ein in der Humanmedizin etabliertes Verfahren nach ARLEN (1979) auf den Kopf-Hals-Übergang des Hundes angewandt und die Differenz der Intervertebralwinkel zwischen maximaler Beugung und Streckung im Bereich des Kopf-Hals-Überganges gemessen. Für Deutsche Schäferhunde wird eine signifikant höhere Beweglichkeit im Atlantookzipitalgelenk (89,26° ± 9,12°) als bei Zwergrassen (77,43° ± 11,91°) gemessen. Die Beweglichkeit im Bereich des Atlantoaxialgelenkes ist bei Zwergrassen (26,37° ± 6,32°) signifikant größer als bei Deutschen Schäferhunden (20,69° ± 5,29°). Bei der Beurteilung der funktionsanalytischen Parameter in Zusammenhang mit den morphologischen Parametern ergibt sich für die Rasse Yorkshire Terrier ein geringerer Bewegungsausschlag im Atlantookzipitalgelenk bei kurzem Dens (72,91° ± 11,82°) im Vergleich zum langen Dens (83,78° ± 10,34°). Eine positive Korrelation zwischen Denslänge und Bewegungsausschlag im Atlantookzipitalgelenk (r = 0,25) und eine negative Korrelation zwischen Atlaslänge und Bewegungsausschlag im Atlantoaxialgelenk (r = - 0,19) werden statistisch gesichert. Die Arbeit ist Grundlagenforschung, deren Ergebnisse verglichen mit Messwerten von im Kopf-Hals-Übergang funktionell erkrankten Hunden zu Aussagen mit klinischer Relevanz führen kann.

In dieser Arbeit wird ein dreidimensionales Modell des menschlichen Kopfes beschrieben, das es erlaubt, mit der Methode der Finiten Elemente mechanische Einfluesse auf den Kopf zu modellieren. Eine exakte Geometriebeschreibung eines individuellen Modells wird aus einem Kernspintomogramm des Kopfes gewonnen. Ausgehend von diesen medizinischen Bilddaten wird die diskrete Darstellung des Kopfes als Verbund finiter Elemente mit einem Gittergenerator gewonnen. Dieser schnelle und stabile Algorithmus ermoeglicht die Erstellung von raeumlich hochaufgeloesten Finite-Elemente-Repraesentationen des Schaedels und interner neuroanatomischer Strukturen. Es besteht die Auswahl zwischen anisotropen und isotropen Wuerfel- und Tetraedernetzen. Auf deren Basis werden die dem physikalischen Geschehen zugrundeliegenden Differentialgleichungen mittels der Finite-Elemente-Methode numerisch geloest. Die FE-Analysen umfassen statische, dynamische und modale Simulationsrechnungen. Die zur Durchfuehrung der Simulationen noetigen numerischen Verfahren wurden optimiert und auf einer parallelen Rechnerarchitektur implementiert. Jeder der oben genannten Analysearten ist eine klinisch-relevante Anwendung zugeordnet. Mit der nichtlinearen statischen Analyse werden die mechanischen Konsequenzen von Tumorwachstum untersucht, die dynamische Analyse dient dem Studium der Auswirkungen von fokalen Gewalteinwirkungen auf den Kopf und die modale Analyse gibt Aufschluss ueber das Schwingungsverhalten des Kopfes. Die Validierung des Modells wird durch den Vergleich von Simulationsergebnissen mit experimentell ermittelten Daten erzielt. / A new FEM-based approach to model the mechanical response of the head is presented.To overcome restrictions of previous approaches our head model is based on individual datasets of the head obtained from magnetic resonance imaging (MRI). The use of parallel computers allows to carry out biomechanical simulations based on FE meshes with a spatial resolution about five times higher than that of previous models. A totally automatic procedure to generate FE meshes of the head starting from MR datasets is used. Models for individual clinical cases can be set up within minutes and clinically relevant simulations (impact studies, tumor growth consequences) are carried out and discussed by comparing simulation results with experimentally obtained data.

Ziel der Habilarbeit war die molekulargenetische und -zytogenetische Charakterisierung von Kopf-Hals-Karzinomen, um das biologische Verhalten dieser Tumoren besser einschätzen zu können als mit Hilfe der bekannten klinisch-pathologischen Tumorklassifikation. Dazu wurden 100 primäre Plattenepithelkarzinome des Kopf-Hals-Bereiches, 27 Fälle syn- oder metachroner Metastasen und 10 Fälle von Zweitkarzinomen mit Hilfe der Comparativen Genomischen Hybridisierung (CGH) analysiert. Alle untersuchten Tumoren stammten von Patienten, die primär im Zeitraum zwischen 1994 und 1998 in der HNO-Klinik der Charité operiert wurden. Die Auswertung der analysierten Tumoren brachte die nachfolgenden wesentlichen Ergebnisse: Plattenepithelkarzinome des Kopf-Hals-Bereiches sind durch Deletionen der Chromosomen 3p, 4p/q, 5q, 6q, 8p, 9p, 11p/q, 13q, 18q und 21q sowie DNA-Gewinne im Bereich von 1p, 3q, 5p, 8q, 9q, 11q13, 16p, 17q, 19, 20q und 22q. Gut differenzierte Tumoren sind durch Deletionen auf Chromosom 3p und 9p kombiniert mit einem DNA-Gewinn auf 3q gekennzeichnet. Die schlecht differenzierten Malignome zeigen zusätzlich die Deletionen von Chromosom 4, 5q, 8p, 11, 13q, 18q sowie 21q und die DNA-Gewinne von 8q, 11q13 sowie 20q.Der metastatische Phänotyp ist bei Kopf-Hals-Karzinomen durch Deletionen im Bereich der Chromosomen 10q und 11 charakterisiert.Als wichtigstes Ergebnis konnten zwei unabhängige genetische Prognosemarker für Kopf-Hals-Karzinome charakterisiert werden - die 11q13- und 3q-Amplifikation. In der multivariaten Cox-Regression zeigte sich, daß der Einfluß beider Parameter, besonders aber der 11q13-Amplifikation für die Einschätzung des rezidiv- und metastasenfreien sowie des Gesamtüberlebens der Patienten größer ist als der aller klinisch-pathologischen Parameter, insbesondere der TNM-Klassifikation. / Comparative Genomic Hybridization (CGH) was performed on 100 primary head and neck squamous cell carcinomas, 27 cases of lymph node metastases and 10 second primaries. The main results are summarized as follows: The entity of head and neck squamous cell carcinomas is characterized by a pattern of chromosomal alterations involving deletions chromosomes 3p, 4p/q, 5q, 6q, 8p, 9p, 11p/q, 13q, 18q and 21q combined with overrepresentations of chromosomes 1p, 3q, 5p, 8q, 9q, 11q13, 16p, 17q, 19, 20q and 22q.Well differentiated carcinomas (G1) carry deletions on chromosomes 3p and 9p together with the overrepresentation of 3q indicating early tumor development. Accordingly, the undifferentiated tumors (G3) were charaterized by addtional deletions on chromosomes 4, 5q, 8p, 11, 13q, 18q, 21q and overrepresentations on 8q, 11q13 and 20q suggesting that these changes are preferentially associated with tumor progression.The metastatic phenotype of head and neck suqamous cell carcinomas is significantly associated with deletions of chromosomes 10q and 11.The overall survival time as well as the recurrence free survival time were significantly lower in patients who's tumors showed amplifications of the chromosomal region 11q13 and/or overrepresentations of chromosome 3q (tested for significance by the log rank test p=0.0008 / p=0.0299). Multivariate analysis (Cox's proportional hazards model) revealed both chromosomal alterations as most important independent prognostic factors in HNSCC prior to the established TNM staging system.

Pathologische Veränderungen der Wirbelsäule können zur Verkleinerung der Foramina intervertebralia der Halswirbelsäule sowie zur Verkürzung der Abstände zwischen den Dornfortsätzen der Brustwirbelsäule führen. Eine Veränderung der Kopf-Hals-Haltung kann ebenfalls die Dimension der Foramina intervertebralia sowie die Abstände zwischen den Dornfortsätzen beeinflussen. Die Bestimmung des Einflusses der Kopf-Hals-Haltung auf die genannten Parameter bei der radiologischen Darstellung der Wirbelsäule war deshalb das Ziel der vorliegenden Arbeit. In drei unterschiedlichen Kopf-Hals-Haltungen wurde die Halswirbelsäule von 25 klinisch unauffälligen Pferden im laterolateralen Strahlengang dargestellt. Laterolaterale Röntgenaufnahmen der Brustwirbelsäule von 23 Pferden ohne klinische Anzeichen einer Erkrankung der Wirbelsäule wurden ebenfalls in drei verschiedenen Kopf-Hals-Haltungen angefertigt. Die Auswertung dieser Aufnahmen erfolgte mit Hilfe von neu entwickelten Messmethoden, die eine hohe Reproduzierbarkeit aufwiesen. Auf den Aufnahmen der Halswirbelsäule wurde die Länge der Wirbelkörper und die Dimension der Foramina intervertebralia bestimmt. Zusätzlich wurden die Winkel zwischen angrenzenden Halswirbeln ermittelt. Der Abstand zwischen benachbarten Dornfortsätzen sowie die Breite der Dornfortsätze wurden für die Auswertung der Aufnahmen der Brustwirbelsäule gemessen. Für eine exaktere Auswertung der Aufnahmen der Brustwirbelsäule wurde ein spezieller Bildfilter entwickelt, der durch eine bessere Detailerkennbarkeit zu einer genaueren Messung der Streckung führte. Sowohl für die Breite der Dornfortsätze als auch für die Länge der Wirbelkörper der Halswirbel konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Röntgenaufnahmen in den verschiedenen Kopf-Hals-Haltungen gefunden werden. Beide Strecken dienten zur Überprüfung des Versuchsaufbaus, um andere Ursachen für eine unterschiedliche Größe der Messstrecken auszuschließen. Die Foramina intervertebralia waren bei tiefer Kopf-Hals-Haltung signifikant größer als bei den anderen beiden Kopf-Hals-Haltungen (p < 0,05). Zwischen hoher und physiologischer Kopf-Hals-Haltung stellten sich nur die Foramina intervertebralia zwischen sechstem und siebten Halswirbel unterschiedlich groß dar (p < 0,05). Die Abstände zwischen angrenzenden Brustwirbeln waren vom achten bis zum vierzehnten Dornfortsatz in tiefer Kopf-Hals-Haltung größer als in den beiden anderen Kopf-Hals-Haltungen (p < 0,05). Diese Abstände nahmen insgesamt von kranial nach kaudal ab (p < 0,05) ab. Der zwölfte Dornfortsatz diente dabei zur Identifizierung der anderen, da er sich signifikant von den schmaleren kranialen und den breiteren kaudalen Dornfortsätzen unterschied (p < 0,01). Die Kopf-Hals-Haltung während der radiologischen Untersuchung beeinflusst sowohl die Dimension der Foramina intervertebralia als auch den Abstand zwischen den Dornfortsätzen. Deshalb sollte diese bei der Auswertung radiologischer Aufnahmen immer berücksichtigt werden. Die Foramina intervertebralia stellten sich bei tiefer Kopf-Hals-Haltung am größten dar und können somit in dieser am besten beurteilt werden, jedoch kommt es zu einer Veränderung der Anordnung der Wirbel, so dass diese nur noch eingeschränkt beurteilt werden können. Eine tiefe Kopf-Hals-Haltung führt zur Vergrößerung der Abstände zwischen den Dornfortsätzen und kann somit die Beurteilung von Röntgenaufnahmen der Brustwirbelsäule, gerade im Rahmen einer Kaufuntersuchung, beeinflussen. Die Kopf-Hals-Haltung bei der Anfertigung von Röntgenaufnahmen der Wirbelsäule sollte standardisiert werden, um durch verbesserte Vergleichbarkeit Manipulationen und Fehlinterpretationen einzuschränken. / Pathological changes of the spine can lead to reduction of the intervertebral foramina dimensions in the cervical spine and to shortening of the distances between the spinous processes in the thoracic spine. However, alteration of the head and neck position influences the dimensions of the intervertebral foramina as well as the distances between the spinous processes. Determining the influence of the head and neck position on these parameters during radiological examination of the equine spine was the aim of this study. In three different head and neck positions lateral-lateral views of the cervical spine in 25 clinically sound horses were radiographically obtained. Lateral-lateral radiographs of the thoracic spine from 23 horses lacking clinical signs of spine diseases were taken in three different head and neck positions. Evaluation of the radiographs was carried out with newly developed measurement techniques providing high reproducibility. On the radiographs of the cervical spine the length of the vertebral bodies and the dimension of the intervertebral foramina were measured. Additionally, the angles between adjacent cervical vertebrae were determined. The distances between adjacent spinous processes and the width of the spinous processes were measured for evaluating the radiographs of the thoracic spines. For a more accurate evaluation of the thoracic spine radiographs a purpose-built image filter was developed, which provided more accurate measurement of the distances through better detail recognition. No significant differences were found for the width of the spinous processes of the thoracic vertebrae and the length of vertebral bodies of the cervical vertebrae between the radiographs taken in the three different head and neck positions. Both these distances were used to verify the experimental set-up to rule out other causes for differences in the measured distances. The intervertebral foramina were significantly wider in the low head and neck position than in the other two head and neck positions (p < 0.05). Between the high and the free head and neck position only the intervertebral foramina of the sixth and seventh cervical vertebrae showed different dimensions (p< 0.05). The distances between the adjacent thoracic vertebrae from the eighth to the fourteenth spinous processes were wider in the low head and neck position compared to the other two head and neck positions (p < 0.05). Altogether, these distances decreased from cranial to caudal (p < 0.05). The twelfth spinous process served for numerical identification of the other spinous processes due to its significant difference in width to the narrower cranial and broader caudal spinous processes (p < 0.05). The head and neck position during radiographic examination influences the dimensions of the intervertebral foramina as well as the distances between the spinous processes. Therefore, it should always be considered when evaluating radiographs. In the low head and neck position the intervertebral foramina turned out to be the widest and could be best assessed. However, this resulted in changes to the alignment of the vertebrae and therefore a limited assessment. A low head and neck position leads to an increase in the distances between the spinous processes and could influence the evaluation of radiographs especially if these are taken as part of a pre-purchase examination. During the radiographic examination of the spine the head and neck position should be standardised in order to reduce manipulation and misinterpretation through better comparability of such radiographs.

Magistro darbe, siekiant išanalizuoti veiksnius, kurie lėmė Lietuvos ekonomikos augimą 2004 -2010 m. laikotarpiu buvo susisteminti įvairių Lietuvos ir užsienio autorių teoriniai ir praktiniai tyrimai ekonomikos augimo klausimu, išskiriant, jų nuomone, pagrindinius ekonomikos augimą sąlygojančius veiksnius. Apskaičiuota intesyvaus ir ekstensyvaus veiksnių įtaka Lietuvos BVP ir BVP vienam gyventojui pokyčiams, panaudojant indeksų ir modifikuotos Du Ponto piramidinės analizės metodą bei lyginant su ES 27 šalių vidurkiu. Atlikta Lietuvos ekonomikos augimą sąlygojančių veiksnių analizė, kuri parodė Lietuvos aukštojo mokslo specialistų neatitikimą ūkio poreikiams, menkas investicijas į mokslinius tyrimus ir eksperimentinę plėtrą bei inovacijas, nepatrauklų Lietuvos investicinį klimatą, vartojimo ir tarpinių prekių dominavimą eksporto ir importo struktūroje pagal BEC klasifikaciją, taip pat dėl neigiamų pokyčių darbo rinkoje patirtus valstybės nuostolius. Atlikta analizuojamų veiksnių įtakos BVP pokyčiams analizė, kurios gautų rezultatų pagrindu įvertintos BVP didinimo galimybės. / In der Meisterarbeit, um die Faktoren, die Wirtschaftswachstum vom Litauen im Jahre 2004 - 2010 voraussetzten, zu analysieren, wurden die theoretischen und praktischen Forschungen des Wirtschaftswachstums verschiedener litauischen und ausländischen Autoren verwiesen. Es wurde der Einfluss der intensiven und extensiven Faktoren auf Änderungen vom BIP und BIP pro Kopf des Litauens mit der Methode des Indexes und der modifizierten Methode der Analyse von der Pyramide im Vergleich mit dem Durchschnitt der EU 27 Länder berechnet. Es wurde die Analyse des Wirtschaftswachstums von Litauen voraussetzenten Faktoren erledigt. Die Analyse zeigte, dass im Litauen das Angebot derjenigen Spezialisten der Hochschulen die Nachfrage überbietete. Litauen investiert nicht viel in Entwicklungsforschungen und Innovationen, es gibt unattraktives Investitionsklima in Litauen, im Export und Import von BEC Klassifizierung dominierten Konsum und Vorleistungsgütern. Es wurde die Verluste von der negativen Veränderungen auf dem Arbeitsmarkt analisiert. Es wurde die Analyse vom Einfluss der Veränderungen vom BIP erledigt, die Möglichkeiten der Vergrösserung vom BIP aufdeckten.

Service robots need to be aware of persons in their vicinity in order to interact with them. People tracking enables the robot to perceive persons by fusing the information of several sensors. Most robots rely on laser range scanners and RGB cameras for this task. The thesis focuses on the detection and tracking of heads. This allows the robot to establish eye contact, which makes interactions feel more natural. Developing a fast and reliable pose-invariant head detector is challenging. The head detector that is proposed in this thesis works well on frontal heads, but is not fully pose-invariant. This thesis further explores adaptive tracking to keep track of heads that do not face the robot. Finally, head detector and adaptive tracker are combined within a new people tracking framework and experiments show its effectiveness compared to a state-of-the-art system.

Regionäre Metastasten verschlechtern die Prognose von Patienten mit einem Kopf-Hals-Karzinom deutlich. So verringert sich die 5-Jahresüberlebensrate bei einer Metastasierung in die regionären Lymphknoten um etwa 50%. Die Daten von 672 Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom des Oropharynx, Hypopharynx oder Larynx der Jahre 2005 bis 2009 wurden retrospektiv ausgewertet. Bei 270 Patienten mit einem Primärtumor der Tonsille (n=82), des Oropharynx (excl. Tonsille) (n=70), des Hypopharynx (n=33), der Supraglottis (n=42) oder der Glottis (n=43) wurde eine ipsilaterale (n=47) oder bilaterale (n=223) Neck dissection im Rahmen der Primärtherapie durchgeführt. Dabei wurden bei 61% der ipsilateralen und 49% der kontralateralen Neck dissections die Level en bloc reseziert und konnten im Falle einer Metastasierung nicht in die levelbezogene Auswertung eingeschlossen werden. Die Level, in welche die Tumoren bevorzugt metastasieren, wurden evaluiert und tumorspezifische Parameter (Tumorlokalisation, pT-Kategorie) auf ihren möglichen Einfluss auf die Parameter der Metastasierung (pN-Kategorie, Seitenlokalisation, Anzahl, Größe und Level der Lymphknotenmetastasen) getestet. In allen untersuchten Tumorlokalisationen lagen die meisten Lymphknotenmetastasen im ipsi- und kontralateralen Level II. Bei Angabe der Sublevel lagen die Metastasen vor allem in Level IIA. Ipsilateral konnten Lymphknotenmetastasen in allen fünf Leveln und kontralateral in den Leveln II, III und V nachgewiesen werden. Verschiedene Metastasierungswege und Levelkombinationen der Lymphknotenmetastasen zeigen, dass die regionäre Metastasierung keinen starren Gesetzmäßigkeiten folgt. Die Metastasierungsrate und die Seitenlokalisation der Lymphknotenmetastasen unterschieden sich signifikant je nach Lokalisation des Primärtumors. Die Anzahl der ipsilateralen histopathologisch nachgewiesenen Lymphknoten zeigte eine statistisch signifikante Korrelation zum Nachweis von Lymphknotenmetastasen. Eine zunehmende Metastasierung mit steigender pT Kategorie wurde bei den Glottistumoren nachgewiesen, nicht aber bei den Tumoren der anderen Lokalisationen. Die Ausdehnung des Primärtumors (pT-Kategorie) lässt keine Rückschlüsse auf die Parameter regionärer Metastasen (Seitenlokalisation, Anzahl, Größe und Level der Lymphknotenmetastasen) zu.

Pathologische Veränderungen der Wirbelsäule können zur Verkleinerung der Foramina intervertebralia der Halswirbelsäule sowie zur Verkürzung der Abstände zwischen den Dornfortsätzen der Brustwirbelsäule führen. Eine Veränderung der Kopf-Hals-Haltung kann ebenfalls die Dimension der Foramina intervertebralia sowie die Abstände zwischen den Dornfortsätzen beeinflussen. Die Bestimmung des Einflusses der Kopf-Hals-Haltung auf die genannten Parameter bei der radiologischen Darstellung der Wirbelsäule war deshalb das Ziel der vorliegenden Arbeit. In drei unterschiedlichen Kopf-Hals-Haltungen wurde die Halswirbelsäule von 25 klinisch unauffälligen Pferden im laterolateralen Strahlengang dargestellt. Laterolaterale Röntgenaufnahmen der Brustwirbelsäule von 23 Pferden ohne klinische Anzeichen einer Erkrankung der Wirbelsäule wurden ebenfalls in drei verschiedenen Kopf-Hals-Haltungen angefertigt. Die Auswertung dieser Aufnahmen erfolgte mit Hilfe von neu entwickelten Messmethoden, die eine hohe Reproduzierbarkeit aufwiesen. Auf den Aufnahmen der Halswirbelsäule wurde die Länge der Wirbelkörper und die Dimension der Foramina intervertebralia bestimmt. Zusätzlich wurden die Winkel zwischen angrenzenden Halswirbeln ermittelt. Der Abstand zwischen benachbarten Dornfortsätzen sowie die Breite der Dornfortsätze wurden für die Auswertung der Aufnahmen der Brustwirbelsäule gemessen. Für eine exaktere Auswertung der Aufnahmen der Brustwirbelsäule wurde ein spezieller Bildfilter entwickelt, der durch eine bessere Detailerkennbarkeit zu einer genaueren Messung der Streckung führte. Sowohl für die Breite der Dornfortsätze als auch für die Länge der Wirbelkörper der Halswirbel konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Röntgenaufnahmen in den verschiedenen Kopf-Hals-Haltungen gefunden werden. Beide Strecken dienten zur Überprüfung des Versuchsaufbaus, um andere Ursachen für eine unterschiedliche Größe der Messstrecken auszuschließen. Die Foramina intervertebralia waren bei tiefer Kopf-Hals-Haltung signifikant größer als bei den anderen beiden Kopf-Hals-Haltungen (p < 0,05). Zwischen hoher und physiologischer Kopf-Hals-Haltung stellten sich nur die Foramina intervertebralia zwischen sechstem und siebten Halswirbel unterschiedlich groß dar (p < 0,05). Die Abstände zwischen angrenzenden Brustwirbeln waren vom achten bis zum vierzehnten Dornfortsatz in tiefer Kopf-Hals-Haltung größer als in den beiden anderen Kopf-Hals-Haltungen (p < 0,05). Diese Abstände nahmen insgesamt von kranial nach kaudal ab (p < 0,05) ab. Der zwölfte Dornfortsatz diente dabei zur Identifizierung der anderen, da er sich signifikant von den schmaleren kranialen und den breiteren kaudalen Dornfortsätzen unterschied (p < 0,01). Die Kopf-Hals-Haltung während der radiologischen Untersuchung beeinflusst sowohl die Dimension der Foramina intervertebralia als auch den Abstand zwischen den Dornfortsätzen. Deshalb sollte diese bei der Auswertung radiologischer Aufnahmen immer berücksichtigt werden. Die Foramina intervertebralia stellten sich bei tiefer Kopf-Hals-Haltung am größten dar und können somit in dieser am besten beurteilt werden, jedoch kommt es zu einer Veränderung der Anordnung der Wirbel, so dass diese nur noch eingeschränkt beurteilt werden können. Eine tiefe Kopf-Hals-Haltung führt zur Vergrößerung der Abstände zwischen den Dornfortsätzen und kann somit die Beurteilung von Röntgenaufnahmen der Brustwirbelsäule, gerade im Rahmen einer Kaufuntersuchung, beeinflussen. Die Kopf-Hals-Haltung bei der Anfertigung von Röntgenaufnahmen der Wirbelsäule sollte standardisiert werden, um durch verbesserte Vergleichbarkeit Manipulationen und Fehlinterpretationen einzuschränken.:1 Einleitung ................................................................................................................................. 1 2 Hypothesen .............................................................................................................................. 3 3 Eigene wissenschaftliche Orginalarbeiten ....................................................................... 4 3.1 Publikation 1: ................................................................................................................. 4 Die Bedeutung der Kopf-Hals-Haltung bei der röntgenologischen Darstellung der Foramina intervertebralia das Pferdehalses in der seitlichen Projektion ........................ 4 3.2 Publikation 2: ............................................................................................................... 25 Influence of head and neck position on radiographic measurement of distances between thoracic spinous processes in clinically sound horses .................................... 25 4 Diskussion .............................................................................................................................. 45 4.1 Ziele der Arbeit............................................................................................................. 45 4.2 Auswahl der Pferde ...................................................................................................... 45 4.3 Position der Pferde während der Untersuchungen ....................................................... 46 4.4 Röntgenologische Darstellung der Wirbelsäule der Pferde .......................................... 47 4.5 Auswertung der röntgenologischen Aufnahmen der Halswirbelsäule ......................... 49 4.6 Auswertung der röntgenologischen Aufnahmen der Brustwirbelsäule ........................ 51 4.7 Ergebnisse der Messungen der Halswirbelsäule .......................................................... 52 4.8 Ergebnisse der Messungen der Brustwirbelsäule ......................................................... 53 4.9 Klinische Relevanz für die röntgenologische Untersuchung des Halses ..................... 55 4.10 Klinische Relevanz für die röntgenologische Untersuchung des Rückens .................. 56 4.11 Abschließende Betrachtung .......................................................................................... 58 6 Zusammenfassung ............................................................................................................... 60 7 Summary ................................................................................................................................ 62 8 Literaturverzeichnis ............................................................................................................ 64 Danksagung ........................................................................................................................................ 71 / Pathological changes of the spine can lead to reduction of the intervertebral foramina dimensions in the cervical spine and to shortening of the distances between the spinous processes in the thoracic spine. However, alteration of the head and neck position influences the dimensions of the intervertebral foramina as well as the distances between the spinous processes. Determining the influence of the head and neck position on these parameters during radiological examination of the equine spine was the aim of this study. In three different head and neck positions lateral-lateral views of the cervical spine in 25 clinically sound horses were radiographically obtained. Lateral-lateral radiographs of the thoracic spine from 23 horses lacking clinical signs of spine diseases were taken in three different head and neck positions. Evaluation of the radiographs was carried out with newly developed measurement techniques providing high reproducibility. On the radiographs of the cervical spine the length of the vertebral bodies and the dimension of the intervertebral foramina were measured. Additionally, the angles between adjacent cervical vertebrae were determined. The distances between adjacent spinous processes and the width of the spinous processes were measured for evaluating the radiographs of the thoracic spines. For a more accurate evaluation of the thoracic spine radiographs a purpose-built image filter was developed, which provided more accurate measurement of the distances through better detail recognition. No significant differences were found for the width of the spinous processes of the thoracic vertebrae and the length of vertebral bodies of the cervical vertebrae between the radiographs taken in the three different head and neck positions. Both these distances were used to verify the experimental set-up to rule out other causes for differences in the measured distances. The intervertebral foramina were significantly wider in the low head and neck position than in the other two head and neck positions (p < 0.05). Between the high and the free head and neck position only the intervertebral foramina of the sixth and seventh cervical vertebrae showed different dimensions (p< 0.05). The distances between the adjacent thoracic vertebrae from the eighth to the fourteenth spinous processes were wider in the low head and neck position compared to the other two head and neck positions (p < 0.05). Altogether, these distances decreased from cranial to caudal (p < 0.05). The twelfth spinous process served for numerical identification of the other spinous processes due to its significant difference in width to the narrower cranial and broader caudal spinous processes (p < 0.05). The head and neck position during radiographic examination influences the dimensions of the intervertebral foramina as well as the distances between the spinous processes. Therefore, it should always be considered when evaluating radiographs. In the low head and neck position the intervertebral foramina turned out to be the widest and could be best assessed. However, this resulted in changes to the alignment of the vertebrae and therefore a limited assessment. A low head and neck position leads to an increase in the distances between the spinous processes and could influence the evaluation of radiographs especially if these are taken as part of a pre-purchase examination. During the radiographic examination of the spine the head and neck position should be standardised in order to reduce manipulation and misinterpretation through better comparability of such radiographs.:1 Einleitung ................................................................................................................................. 1 2 Hypothesen .............................................................................................................................. 3 3 Eigene wissenschaftliche Orginalarbeiten ....................................................................... 4 3.1 Publikation 1: ................................................................................................................. 4 Die Bedeutung der Kopf-Hals-Haltung bei der röntgenologischen Darstellung der Foramina intervertebralia das Pferdehalses in der seitlichen Projektion ........................ 4 3.2 Publikation 2: ............................................................................................................... 25 Influence of head and neck position on radiographic measurement of distances between thoracic spinous processes in clinically sound horses .................................... 25 4 Diskussion .............................................................................................................................. 45 4.1 Ziele der Arbeit............................................................................................................. 45 4.2 Auswahl der Pferde ...................................................................................................... 45 4.3 Position der Pferde während der Untersuchungen ....................................................... 46 4.4 Röntgenologische Darstellung der Wirbelsäule der Pferde .......................................... 47 4.5 Auswertung der röntgenologischen Aufnahmen der Halswirbelsäule ......................... 49 4.6 Auswertung der röntgenologischen Aufnahmen der Brustwirbelsäule ........................ 51 4.7 Ergebnisse der Messungen der Halswirbelsäule .......................................................... 52 4.8 Ergebnisse der Messungen der Brustwirbelsäule ......................................................... 53 4.9 Klinische Relevanz für die röntgenologische Untersuchung des Halses ..................... 55 4.10 Klinische Relevanz für die röntgenologische Untersuchung des Rückens .................. 56 4.11 Abschließende Betrachtung .......................................................................................... 58 6 Zusammenfassung ............................................................................................................... 60 7 Summary ................................................................................................................................ 62 8 Literaturverzeichnis ............................................................................................................ 64 Danksagung ........................................................................................................................................ 71