The theoretical part of this work describes perfusion analysis of dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging from data acquisition to estimation of perfusion parameters. The main application fields are oncology, cardiology and neurology. The thesis is focused on quantitative perfusion analysis, specifically it contributes to solving of the the main challenge of this method – correct estimation of the contrast-agent concentration sequence in the arterial input of the region of interest (arterial input function). The goals of the thesis are stated based on literature review and on the expertise of our group. Blind deconvolution is selected as the method of choice. In the practical part of this thesis, a new method for arterial input function identification based on blind deconvolution is proposed. The method is designed for both preclinical and clinical applications. It was validated on synthetic, preclinical and clinical data. Furthermore, possibilities of the longer temporal sampling provided by blind deconvolution were analyzed. This can be used for improved spatial resolution and possibly for higher SNR. For easier deployment of the proposed methods into clinical and preclinical use, a software tool for perfusion data processing was designed.

Die Behandlung von Patienten mit Tumoren im Kopf-Hals-Bereich gestaltet sich als komplexer und herausfordernder Prozess sowohl für den Patienten als auch für die behandelnden Ärzte und Chirurgen. Zur Gewährleistung der bestmöglichen individuellen Therapie werden vor Beginn der Behandlung zahlreiche diagnostische Verfahren durchgeführt. Hierzu zählen unter anderem medizinische bildgebende Verfahren wie z.B. Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT) sowie die Entnahme von tumorverdächtigem Gewebe während einer Panendoskopie zur exakten Bestimmung der Tumorart (Histologie, Grading, TNM-Klassifikation nach UICC, genaue Lokalisation des Primärtumors, der lokoregionären Metastasen und ggf. Fernmetastasen). Die gewonnenen Informationen bilden anschließend die Grundlage für die Entscheidung über die durchzuführende Therapie und stehen in unterschiedlichen klinischen Informationssystemen sowie auf Papierakten zur Verfügung. Leider werden die Daten im klinischen Alltag häufig nur unstrukturiert und schwer auffindbar präsentiert, da die führenden Informationssysteme nur unzureichend in den klinischen Arbeitsprozess integriert und untereinander schlecht vernetzt sind. Die präzise und erschöpfende Darstellung der jeweiligen individuellen Situation und die darauf aufbauende Therapieentscheidung sind aber entscheidend für die Prognose des Patienten, da der erste, gut geplante \"Schuss\" entscheidend für den weiteren Verlauf ist und nicht mehr korrigiert werden kann. In dieser Arbeit werden neue Konzepte zur Verbesserung des Informationsmanagements im Bereich der Kopf-Hals-Tumorbehandlung entwickelt, als prototypische Software implementiert und im klinischen Alltag in verschiedenen Studien wissenschaftlich evaluiert. Die Erlangung eines tiefgreifenden Verständnisses über die klinischen Abläufe sowie über beteiligte Informationssysteme und Datenflüsse stellte den ersten Teil der Arbeit dar. Aufbauend auf den Erkenntnissen wurde ein klinisches Informationssystem oncoflow entwickelt. Oncoflow importiert vollautomatisch relevante Patientendaten von verschiedenen klinischen Informationssystemen, restrukturiert die Daten und unterstützt Ärzte und Chirurgen im gesamten Therapieprozess. Das System wurde anschließend in unterschiedlichen Studien evaluiert und der klinische Nutzen in Bezug auf effizientere Arbeitsabläufe und eine verbesserte Informationsqualität gezeigt. Im folgenden Teil der Arbeit wurden Machine Learning Methoden genutzt um von Daten in der elektronischen Patientenakte auf den aktuellen Prozessschritt im Therapieprozess zu schließen. Der letzte Teil der Arbeit zeigt Möglichkeiten zur Erweiterung des Systems zur Nutzung in weiteren klinischen Fachdisziplinen auf.

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

Drug Interactions and potentially inappropriate medications at an oncology ward Objectives: this study aimed to quantify the prevalence of clinically significant interactions and potentially inappropriate medication (PIM) use through involving a pharmacist among the cancer patients at an oncology ward and an oncology day- unit. Materials and Methods: Prospective study in patients taking more than 5 drugs who had been admitted to Harzklinikum, Wernigerode, Germany between August 2016 and February 2017. The pharmacist conducts a complete comprehensive medication review including over-the-counter drugs and herbal medications. Besides, she took into consideration the intake of grapefruit juice. This information together with the information in the patient's medical history permits identifying critical drug-drug interactions using the mediQ interaction analysis program as well as PIMs using the Beers, Forta, Priscus and STOPP lists. Results: One hundred and eighty-five cancer patients (mean age ± SD = 70 ± 11 years) were included in the study. The interaction analysis program identified 177 potentially interactions. These interactions were evaluated by the pharmacist and 34 interactions for 31 patients (17 %) were considered clinically significant or critical. After the pharmacist interventions, these interactions were resolved in 51 percent. 123 patients aged over 65 years old were enrolled in the study for PIM. By using the four lists (Beers, Forta, Priscus, STOPP) 52 PIMs at 41 elderly persons (33%) were identifies. 11 recommendations in 10 elderly patients (8 %) were made by the pharmacist and result in 55 % of the cases in a prescription change. Conclusion: the use of an interaction analysis program and the lists of inappropriate medications allowed the pharmacist to identify clinically relevant interactions and PIMs and result in prescription change in agreement with the oncologist.

Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Studijní program: Filosofie a dějiny přírodních věd MUDr. Jan Hrudka Nádory v dějinném a kulturním kontextu v novověku Tumours in historical and social context in the modern period Disertační práce Školitel / Supervisor: Prof. RNDr. Stanislav Komárek, Dr. Praha, 2017 SUMMARY: The PhD thesis called Tumours in historical and social context in the modern period is an attempt to describe a change of medical thinking in modern period; science and medicine turns from antique humoral pathology, explaining all diseases as an imbalance of the four body humours, to pathological anatomy and experimental physiology. In the point of view of pathological anatomy, the viscera of diseased person are no more "screen" or "mirror" of the disease, but it becomes directly the "stage" or "theatre" of the acting disease. This shift in the thought may be labelled as movement from humoralism to localism or ontologism; the disease isn't just abnormal amount of some natural juice any more, but becomes new original entity. This change undergoes the understanding of tumours and cancerous disease as well. Instead of antique understanding tumours as precipitates of black bile, the cell theory occurs in the 19th century. This theory explains tumours as a mass of cells undergoing excessive...

Assignment of diploma thesis is a design of the Prevention center building and expansion of Radiation oncology clinic in Masaryk oncological institution in Brno. The newly build complex should contain aggregate facility for preventive examinations including screening section, advisory centers and center for proton therapy. Another components will also be an inpatient ward, personnel facilites, apartments for employees and rentable units. The purpose of creation of a new prevention center is an increase in capacity for carrying out prevention within commerical programme and also during taking care of people with increased risk of occurence of a malignant tumor.

The project is a proposal of a new Center of prevention located in the Masaryk’s Oncology Institute in Brno. It includes the oncology center prevention itself, inpatient department for patients who attend radiation therapy and a proton therapy center. It is also supplemented by administration and rentable premises.

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Die Störung von Apoptose-Signalwegen spielt eine zentrale Rolle sowohl bei der Tumorentstehung als auch bei der Entwicklung von Therapieresistenz in malignen Tumoren. Von besonderer Bedeutung für das Ansprechen auf zytotoxische Tumortherapien sind die Komponenten des mitochondrialen Apoptosesignalwegs und dessen übergeordneten Regulatoren. Durch die Analyse solch zentraler Regulatoren der Apoptose, wie den Mitgliedern der Bcl-2 Genfamilie, des p53- und des Rb-Signalwegs, konnten Patienten mit guter bzw. schlechter Prognose identifiziert werden. Hierbei zeigte sich, dass die kombinierte Analyse von einander nachgeschalteten Signalwegkomponenenten, wie z.B. p53 und Bax, der Analyse einzelner Markergene überlegen ist. Solche Signalweganalysen konnten bei akuten und chronischen Leukämien, Kolon-, Ösophagus-, und Mammakarzinomen erfolgreich durchgeführt werden. Neben diesen deskriptiven genetischen Analysen an Tumorproben ermöglichte die funktionelle Manipulation dieser Signalwege die Sensibilisierung von Tumorzellen für Chemo-, Radio- und auch biologische Therapien. Mittels nicht-viraler, retro- und adenoviraler Gentransfervektoren wurden Regulatoren der Apoptose, wie z.B. Apoptose-fördernde Mitglieder der Bcl-2 Genfamilie, das Tumorsuppressorgen p14ARF oder auch Procaspase-3 in Tumorzellen eingebracht, um Resistenzen zu überwinden bzw. um direkt Zelltodsignalwege in den malignen Zellen zu aktivieren. Signalweganalysen sowohl in primärem Tumorgewebe von Patienten als auch in Zellinienmodellen identifizierten die hierfür notwendigen Komponenten der betreffenden Signalwege. Von besonderem Interesse war hierbei, dass durch die genetische Manipulation von Apoptose- und Zellzyklus-Regulation Signaldefekte in resistenten Tumoren umgangen und überwunden wurden. Dies könnte in Zukunft als mögliche Basis für neue, molekulare Therapieansätze in der Tumortherapie dienen. / Disruption of apoptosis signaling pathways plays a key role in both tumorigenesis and the development of resistant phenotypes in malignant tumors. Components of the mitochondrial apoptosis signaling pathway and its upstream regulators are of special importance regarding the response to cytotoxic anticancer therapies. The analysis of such central regulators, e.g. members of the Bcl-2 gene family, or the p53 and Rb pathways, identifies patients with good or poor prognosis. In this context, the combined analysis of consecutively involved signaling components, e.g. p53 and Bax, was shown to be superior as compared with analysis of single marker genes. Such signaling pathway analyses were successfully performed in acute and chronic leukemia, colon, esophageal and breast carcinoma. Apart from these descriptive genetic analyses in tumor specimen, the functional manipulation of these signaling events permitted to sensitize tumor cells for chemotherapy and irradiation as well as biological therapeutic modalities. To overcome resistance or to directly promote cell death signaling in the malignant cells, apoptosis regulators such as apoptosis promoting Bcl-2 homologs, the p14ARF tumor suppressor gene or procaspase-3 were introduced in cancer cells by means of non-viral, retro- and adenoviral gene transfer vectors. Analysis of signaling pathways identified the critical components in the respective model system. Interestingly, the genetic manipulation of cell cycle and apoptosis components was capable to circumvent signaling defects in resistant tumors and to overcome resistance to therapy. Such strategies could therefore serve as basis for novel, molecular therapeutic strategies in future cancer therapy.