Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να εξετάσουμε πως οι παράμετροι σάρωσης και ανακατασκευής επηρεάζουν την ποιότητα της εικόνας. Καθόσον, ορισμένες από τις παραμέτρους, αυξάνουν την δόση στον εξεταζόμενο, μελετήσαμε σε ποιες περιπτώσεις θα πρέπει να τις τροποποιήσουμε, άλλοτε για λόγους ακτινοπροστασίας και άλλοτε για την βελτιστοποίηση της ποιότητα της εικόνας. Υλικό και μέθοδος : Το πείραμα μας έγινε σε ελικοειδή Υ .Τ (Philips 5000SR), χρησιμοποιώντας πρόγραμμα συμβατικής σάρωσης (τομής-τομής) και ελικοειδούς σάρωσης σε ομοίωμα που χρησιμοποιείται για τον ποιοτικό έλεγχο. Σαρώσαμε τα διαφορετικά τμήματα του ομοιώματος, εφαρμόζοντας όλους τους δυνατούς συνδυασμούς των παραμέτρων σάρωσης και ανακατασκευής. Μετρήσαμε σε όλες τις εικόνες τον θόρυβο, την χωρική διακριτική ικανότητα (Χ.Δ.Ι ) και την αντιθετική διακριτική ικανότητα. Αποτελέσματα: Η Χ.Δ.Ι μεταβάλλεται περισσότερο από το πάχος τομής και τον αλγόριθμο ανακατασκευής, ενώ οι παράμετροι έκθεσης την επηρεάζουν λιγότερο σε εξεταζομένους με φυσιολογικές διαπλάσεις. Ο θόρυβος της εικόνας είναι μεγαλύτερος στο κέντρο της εικόνας και αυξάνει περισσότερο όταν μειώνουμε τους παράγοντες έκθεσης. Η αντιθετική διακριτική ικανότητα βελτιώνεται με αύξηση των παραμέτρων έκθεσης και με εφαρμογή κατάλληλου αλγόριθμου ανακατασκευής. Συμπέρασμα: Η σωστή επιλογή των παραμέτρων σάρωσης και ανακατασκευής μπορεί να οδηγήσει στην βελτίωση της ποιότητας της εικόνας ή στην βέλτιστη εικόνα με την λιγότερη δυνατή δόση στον εξεταζόμενο. / The purpose of the present study is to examine how the scanning and reconstruction parameters effect the quality imaging. While, some of the parameters increase the dose to the patient, we studied in which cases we have to modify them either for the benefit of the radiation protection or for the optimization of the quality imaging. Material and method. Our experiment was put into practice in conventional spiral CT (Philips 5000SR), using conventional scanning software ( slice-slice) and helical scanning at a phantom situable for quality control. We scanned the different parts of the phantom, by appling all the various combinations of the scanning and reconstruction parameters. We measured in all the images the noise, the spacial resolution and the low contrast resolution. Results. The spacial resolution is mainly influenced by the slice thickness and the reconstuction algorithm, while is less affected by the exposure parameters as far as it concerns patients with normal body mass. The noise of the image is greater at the center of the image and increases mostly when the exposure parameters are reduced. The low contrast resolution is improved by the increase of the exposure parameters and by the application of the suitable reconstruction algorithm. Conclusion. The reasonable choice of the scanning and reconstruction parameters results in the optimization of the quality imaging or in the best image with the less possible dose for the patient.

Glioblastoma multiforme (GBM) ist der nach WHO am gefährlichsten eingestufte Hirntumor astrozytären Ursprungs. Patienten versterben ohne Behandlung etwa drei bis sechs Monaten nach Diagnose, die derzeitig modernste Behandlung mit Chemo-Radiotherapie verlängert das mediane Überleben auf 12-15 Monate. Trotz intensiver Forschung gibt es zurzeit keine realistische Heilungschance. Bislang erfolgt der Großteil der Forschung an Zellkulturen oder mit Hilfe von Tiermodellen, bei denen ein Tumor künstlich erzeugt wird. Dabei ergeben sich Probleme für die Übertragung der Ergebnisse auf den Menschen. Zellkulturen werden z.B. als sogenannte Monolayer-Kulturen gehalten, was bedeutet, dass ihnen der natürliche Gewebeverband und die für Signalling-Wege wichtige extrazelluläre Matrix fehlen. Außerdem werden solche Langzeitkulturen häufig subkultiviert und mutieren dadurch in Richtung einer klonalen Linie, was zwar Ergebnisse leichter reproduzierbar macht, aber nicht die Situation im Patienten widerspiegelt. Tierversuche implizieren zwar den Gewebeverband im Körper, jedoch müssen die dafür verwendeten Nager immunsupprimiert sein, so dass sie den induzierten Tumor nicht abstoßen. Dies erzeugt wiederum ein künstliches Umfeld. In diesem Projekt wird untersucht, ob sich humane GBM-Gewebe als sogenannte Slice-Kultur halten lassen und als Testsysteme zur Untersuchung der Wirkung von Chemotherapeutika sowie Bestrahlung geeignet sind. Bei dieser Kultivierungsmethode wird das Gewebe in Scheiben (Slices) geschnitten, wobei alle Zellen im Verband sowie die 3D-Struktur erhalten bleiben. Wegen des humanen Ursprungs entfällt das Problem des Speziesunterschiedes. Das Gewebe wird direkt aus dem Operationssaal ins Labor transferiert und weiterverarbeitet. Wir konnten bislang zeigen, dass Slice-Kulturen von humanem GBM über mindestens zwei Wochen in Kultur vital bleiben und ihre ursprüngliche charakteristische Morphologie beibehalten. Etablierte Behandlungsmethoden wie die Gabe von Temozolomid oder Röntgenbestrahlung zeigen auch in kultivierten Slices bekannte Effekte wie Induktion von DNA-Doppelstrangbrüchen, Reduktion von Proliferation und Aktivierung des Apoptose-Enzyms Caspase 3. Eine neue Therapieoption besteht seit einigen Jahren in der Bestrahlung mit Kohlenstoffionen (12C), die an der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt entwickelt und getestet wurde. Derzeit wird diese Therapie sehr erfolgreich an soliden Tumoren im Kopf- und Halsbereich angewendet und soll nun auf weitere Tumorarten ausgedehnt werden. Eine Kooperation mit der dortigen Biophysik-Gruppe wurde initiiert, um humane GBM-Slices mit 12C zu bestrahlen. Bislang wurde das entsprechende Setup etabliert und erste Experimente durchgeführt. Die ersten Ergebnisse wurden kürzlich publiziert. Weiterhin soll nun geprüft werden, ob das Ansprechen der GBM Slice-Kulturen mit dem Überleben der Patienten korreliert bzw. ob resistente Kulturen aus Patienten stammten, die schlecht auf die Therapie reagierten. Außerdem sollen überlebende Zellen in den Slices nach Behandlung auf ihre molekularen Eigenschaften geprüft werden, um Hinweise auf die Mechanismen der Tumorresistenz zu erhalten. Langfristig könnten diese Slice-Kulturen genutzt werden, um neuartige Wirkstoffe in der Vorklinik zu prüfen oder eine optimierte, personalisierte Therapie für Patienten zu ermitteln.

Background: Human head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) fundamentally vary in their susceptibility to different cytotoxic drugs and treatment modalities. There is at present no clinically accepted test system to predict the most effective therapy for an individual patient. Methods: Therefore, we established tumor-derived slice cultures which can be kept in vitro for at least six days. Upon treatment with cisplatin, docetaxel and cetuximab, slices were fixed and paraffin sections were cut for histopathological analysis. Results: Apoptotic fragmentation, activation of caspase 3, and cell loss were observed in treated tumor slices. Counts of nuclei per field in untreated compared to treated slices deriving from the same tumor allowed estimation of the anti-neoplastic activity of individual drugs on an individual tumor. Conclusion: HNSCC-derived slice cultures survive well in vitro and may serve to improve personalized therapies, but also to detect mechanisms of tumor resistance by harvesting surviving tumor cells after treatment.

This report introduces the multislice method for modeling the interaction between an electron and the atoms in the specimen (electron-specimen interaction). The multislice method is an approximation to the full quantum mechanical model for this interaction. After introducing the theory, we discuss how the multislice method is implemented and integrated into TEM-simulator, a software for simulation of Transmission Electron Microscope (TEM) images.

No description available.

No description available.

No description available.

In this thesis, newer Markov Chain Monte Carlo (MCMC) algorithms are implemented and compared in terms of their efficiency in the context of sampling from Gaussian processes under linear inequality constraints. Extending the framework of Gaussian process that uses Gibbs sampler, two MCMC algorithms, Exact Hamiltonian Monte Carlo (HMC) and Analytic Elliptical Slice Sampling (ESS), are used to sample values of truncated multivariate Gaussian distributions that are used for Gaussian process regression models with linear inequality constraints. In terms of generating samples from Gaussian processes under linear inequality constraints, the proposed methods generally produce samples that are less correlated than samples from the Gibbs sampler. Time-wise, Analytic ESS is proven to be a faster choice while Exact HMC produces the least correlated samples.

I explore five topics in topology using set-theoretic techniques. The first of these is a generalization of 2-point sets called slice sets. I show that, for any small-in-cardinality subset A of the real line, there is a subset of the plane meeting every line in a topological copy of A. Under Martin's Axiom, I show how to improve this result to any totally disconnected A. Secondly, I show that it is consistent with and independent of ZFC to have a topologically rigid subset of the real line that is smaller than the continuum. Thirdly, I define and examine a new cardinal function related to cleavability. Fourthly, I explore the Toronto Problem and prove that any uncountable, Hausdorff, non-discrete Toronto space that is not regular falls into one of two strictly-defined classes. I also prove that for every infinite cardinality there are precisely 3 non-T1 Toronto spaces up to homeomorphism. Lastly, I examine a notion of dimension called the "neight", and prove several theorems that give a lower bound for this cardinal function.

Gastric and esophagogastric junction cancers are heterogeneous and aggressive tumors with an unpredictable response to cytotoxic treatment. New methods allowing for the analysis of drug resistance are needed. Here, we describe a novel technique by which human tumor specimens can be cultured ex vivo, preserving parts of the natural cancer microenvironment. Using a tissue chop- per, fresh surgical tissue samples were cut in 400 μm slices and cultivated in 6-well plates for up to 6 days. The slices were processed for routine histopa- thology and immunohistochemistry. Cytokeratin stains (CK8, AE1/3) were ap- plied for determining tumor cellularity, Ki-67 for proliferation, and cleaved caspase-3 staining for apoptosis. The slices were analyzed under naive conditions and following 2–4 days in vitro exposure to 5-FU and cisplatin. The slice culture technology allowed for a good preservation of tissue morphology and tumor cell integrity during the culture period. After chemotherapy exposure, a loss of tumor cellularity and an increase in apoptosis were observed. Drug sensitivity of the tumors could be assessed. Organotypic slice cultures of gastric and es- ophagogastric junction cancers were successfully established. Cytotoxic drug effects could be monitored. They may be used to examine mechanisms of drug resistance in human tissue and may provide a unique and powerful ex vivo platform for the prediction of treatment response.