Die akustische Laufzeittomographie ist ein Fernerkundungsverfahren, mit dem zweidimensionale horizontale Verteilungen von Wind und Temperatur in der von turbulenten Prozessen charakterisierten atmosphärischen Grenzschicht bestimmt werden können. Um die Fähigkeit des tomographischen Invertierungsalgorithmus zur Auflösbarkeit bestimmter turbulenter Strukturen zu testen, werden Sensitivitätsstudien durchgeführt. Hierzu wird eine Temperaturzeitreihe erzeugt, deren Spektrum eine charakteristische turbulente Struktur aufgeprägt wird. Nach der Verteilung dieser Temperaturen auf ein zweidimensionales Feld entsprechend einer vorgegebenen Messgeometrie (bekannte Laufwege) können diese Werte in Laufzeiten umgerechnet werden. Die erzeugten künstlichen Messwerte dienen neben den Positionsdaten der Sender und Empfänger als Eingangsgrößen für den Invertierungsalgorithmus. Die nachfolgende Rekonstruktion der meteorologischen Felder aus den Eingangsdaten, deren Analyse und der Vergleich mit den simulierten Reihen ermöglicht es, den Einfluss des verwendeten Algorithmus auf die Datenstruktur abzuschätzen. Des Weiteren wurden bei den Simulationen reale Messbedingungen nachgestellt. Hierzu wurde die systembedingte maximale Wiederholrate einer Einzelmessung, sowie die Unsicherheiten bei der Bestimmung der Schalllaufzeit berücksichtigt. / Acoustic travel time tomography is a remote sensing method to determine two-dimensional horizontal distributions of wind and temperature within the atmospheric boundary layer which is dominated by turbulent processes. To investigate the capability of the tomographic inversion algorithm to solve definite turbulent structures, sensitivity studies have been carried out. For that purpose, temperature time series have been generated and a characteristic turbulent structure has been impressed upon their frequency spectra. After distributing these data to a two-dimensional field which arises from the measuring geometry, i.e. the distribution of sound sources and receivers, and the chosen tomographic grid-cell-dimension, the temperature data can be converted to travel times according to the sound ray paths through the tomographic grid. These synthetic travel time data as well as the positions of the sound sources and receivers have been used as the input parameters for the tomographic inversion algorithm. The following reconstruction of the meteorological fields from the input values, their analysis and comparison to the simulated time series and the corresponding spectra allow an estimation of the capability of the inversion algorithm used to solve turbulent structures. Furthermore, real measuring conditions have been simulated. To that purpose, the maximal repeat rates of an individual measurement as well as the uncertainties of the tomographic system have been considered.

Conventional micro-meteorological measuring methods are not particularly suitable for the investigation of the energy exchange under heterogeneous surface conditions. To consider the influence of the different surface properties, area-covered and spatially averaged meteorological measurements in combination with highly resolved simulations are necessary. In this context, the method of acoustic travel time tomography is introduced to provide information about the horizontal temperature and wind field. Within a field experiment (STINHO-1; Melpitz 2001) the tomographic system and conventional meteorological equipment were utilised inside the investigation area with an extension of several hundred meters (300 x 700 m2), which was arranged over areas with different surface properties: grassland and bare soil. The results of the field experiment show that differences between the measuring systems (insitu and remote sensing) exist and the heterogeneity of the underlying surface is visible in the near surface temperature and wind field at a scale, which can be resolved with highly resolved numerical models. Depending on the incoming solar radiation and the local advection regional distinctions in the air temperature and wind field as well as in the vertical sensible heat fluxes were observed. The investigations demonstrate that the sensitivity of the Acoustic Tomography is sufficient to verify gradients in the meteorological fields even when the horizontal differences are small. / Zur Untersuchung des Energieaustausches über heterogenem Gelände sind konventionelle mikro-meteorologische Messungen und Modellvorstellungen allein nicht ausreichend. Um den Einfluss unterschiedlicher Oberflächen besser berücksichtigen zu können, sind flächendeckende und räumlich mittelnde meteorologische Messungen kombiniert mit hoch aufgelösten numerischen Simulationen notwendig.In diesem Kontext wird die Methode der Akustischen Laufzeitomographie vorgestellt, mit der horizontale Wind- und Temperaturfelder in geeigneter Weise bereitgestellt werden können. Im Rahmen eines Feldexperimentes (STINHO-1; Melpitz 2001) wurde das tomographische System zusammen mit konventionellen meteorologischen Geräten in einem Untersuchungsgebiet mit einer Ausdehnung von mehreren hundert Metern (300 x 700 m2) über unterschiedlichen Oberflächen (Wiese und gepflügter Acker) eingesetzt. Die Ergebnisse des Feldexperimentes zeigen, dass Unterschiede zwischen den einzelnen Messverfahren existierten und die Heterogenität der Unterlage in den oberflächennahen Temperatur- und Windfeldern auf einer Skala sichtbar ist, die mit kleinskaligen numerischen Modellen aufgelöst werden kann. Die vorgestellten Untersuchungen demonstrieren, dass die Sensitivität der Akustischen Tomographie hinreichend ist, um Gradienten meteorologischer Felder auch bei geringeren horizontalen Unterschieden nachzuweisen.

This thesis aimed to establish how different HLA genotypes correlate to MS severity and disease progression and whether they could be used as additional disease biomarkers and to a large extent the work has succeeded in this task. Association of MS with the alleles HLA-DRB1*15 and HLA-DQB1*06 and haplotype DRB1*15-DQB1*06 was identified, and under representation of other alleles, such as the HLA-DRB1*07 and HLA-A*02 alleles, showed a potentially protective role against the disease. HLA-A*02 was shown to be a marker of a better prognosis and, in contrast, HLA-B*07, B*08 and B*44 seem to be associated to with a worse prognosis. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Nous présentations dans ce travail une méthode de représentation des formes volumiques 3D complexes. Nous dé nissons une forme volumique 3D par un ensemble de voxels extrait d'un traitement d'images Tomographiques 3D. cet ensemble est définit par sa fonction indicatrice. Notre objectif est le calcul d'une approximation analytique continue par morceau, compact, stable et robuste de la forme initiale, qui conserve ses propriétés topologiques et géométriques. Nous proposons une description de la forme par un ensemble minimum de boules incluses dans la forme et recouvrant son squelette. Nous démontrons le fait que cela revient à chercher un ensemble minimum de boules maximales recouvrant le squelette de la forme. Notre nouvelle représentation de la forme volumique, que nous appellerons MISS, donne une description optimal des cavités de la forme. Nous proposons un algorithme basé sur la triangulation de Delaunay 3D pour le calcul de la représentation MISS d'une forme volumique décrite par un ensemble de voxels. De cette représentation primaire nous arriverons à fournir une approximation par des primitives plus sophistiquées : cylindres, cônes et cylindres généralisés. Ainsi, nous proposons un algorithme pour calculer ces primitives à partir d'un réseau de boules. Le résultat nal est une description robuste intrinsèque de la forme initiale à la fois par des boules, cylindres, cônes et cylindres généralisés. Nous appliquons notre algorithme sur des images tomographique 3D du sol a n de fournir une description géométrique intrinsèque et robuste de l'espace poral ; cette description peut être, ensuite, utilisée pour la simulation des dynamiques biologiques du sol. / In this thesis we present a primary representation for complex 3D volume shape. We de fine a 3D volume shape by a set of voxels derived from a computed tomography volume image. In a theoretical point of view, this set of voxels defi nes its indicatrix function. The basic idea is to look for a compact, stable and robust piece wise analytic approximation of the shape which conserves its topological and geometrical properties. We propose to describe a volume shape by a minimal number of balls included within the shape and recovering the shape skeleton. We show that it is equivalent to find out a (fi nite) minimal set of "maximal balls" recovering the skeleton. In the case where the absolute values of the principal curvatures of the shape envelope are bounded above we prove that such a finite set does exist. Indeed, our new shape representation provides an optimal description of the shape cavities. We propose an algorithm based on Delaunay 3D triangulation to compute the MISS of a volume shape described by a set of voxels. Afterwards, this representation can be used to approximate the shape using more sophisticated primitives like cylinders, cones, generalized cylinders. We propose algorithms to provide optimal cylinders and cones from ball network. The final result is an intrinsic and robust description of the initial shape using both balls, cylinders, cones. This scheme can be extended by using also curved cylinders and curved cones. Finally, we apply our algorithm to 3D volume Computed Tomography soil data in order to provide intrinsic and robust geometrical description of pore space to be used for biological dynamics simulation and modeling.

La concentration des espèces chimiques comme H₂O, CO₂, CO, K, HCl ainsi que les grandeurs thermodynamiques comme la pression et la température sont des paramètres clés pour comprendre les réactions de combustion. Ces données permettent de mieux caractériser la combustion dans les foyers aéronautiques et aussi d’affiner les simulations numériques qui permettent d’aider à la conception de moteurs. L’objectif est d’améliorer leur efficacité avec un meilleur rendement et une diminution du rejet de gaz polluants. L’objectif de la thèse est de développer une méthode de caractérisation optique non-intrusive permettant d’obtenir des cartographies de concentrations d’espèces chimiques, de température et de pression dans ces flammes. Cette méthode consiste à acquérir des spectres d’absorption à plusieurs positions et angles dans l’écoulement réactif. L’inversion spectral de ces données permettra de remonter quantitativement aux concentrations chimiques, à la pression et à la température. Dans la thèse, nous avons choisi de combiner cette inversion spectrale à un algorithme de tomographie permettant d’améliorer la résolution spatiale. La méthode développée est appelée Tunable Diode Laser Absorption Tomography (TDLAT). Deux axes de recherches ont été poursuivis au cours de la thèse. Le premier a consisté à développer plusieurs spectromètres d’absorptions associés à un système mécanique de balayage spatial de la flamme. Dans un second temps, nous avons cherché à développer un algorithme de tomographie non-linéaire permettant d’exploiter les séries de spectres d’absorption pour obtenir la résolution spatiale. Les principaux résultats obtenus en simulation ont permis d’optimiser l’algorithme et aussi d’adapter son fonctionnement aux configurations de mesures représentatives des bancs de combustion. Les principaux résultats de mesures ont été enregistrés dans une flamme de laboratoire et sur un banc de combustion de propergol solide. / Chemical species densities like H₂O, CO₂, CO, K, HCl and thermodynamic data like pressure and temperature are keys parameters to understand combustion. Measurements of these parameters are great help to validate or complement numerical simulations aiming at improving engine design and efficiency. The current thesis presents the development of an optical characterization method leading to two dimensional maps of chemical densities, pressure and temperature in combustion flames. This method consists to acquire absorption spectra at different positions and angles around the reactive flow. The spectral inversion of these data can be used to recover quantitatively chemical densities, pressure and temperature. In this thesis, we have chosen to combine this spectral inversion with a tomographic algorithm in order to obtain results with improved spatial resolution. The developed method is called Tunable Diode Laser Absorption Tomography (TDLAT).Two research directions have been followed during the thesis. The first consisted to develop several absorption spectrometers associated with a mechanical scanning device of the flame. In a second time, we have searched to develop a non-linear tomographic algorithm in order to process absorption spectra series in order to obtain spatial resolution. The main results obtained in simulations have led to an optimization of the tomographic algorithm in order to adapt its functioning to measurements configurations characteristics of combustion benches. The main measurements results have been acquired in a laboratory flame and in a solid propellant combustion bench.

La combinaison de la tomographie à rayons X comme technique d’imagerie 3D non destructive, et de la corrélation d’images numériques (DVC) qui permet de mesurer les champs de déplacements à partir de paires de telles images, a ouvert la voie à l’exploitation quantitative d’expérimentations mécaniques in situ. Cette thèse contribue à élargir le champ d’application de ces techniques en développant deux axes :- d’une part la régularisation mécanique qui permet de pallier le manque de contraste microstructurale en compensant ce déficit par une connaissance a priori sur le comportement mécanique du matériau. Initialement destinée à rendre compte d’un comportement élastique linéaire, nous avons étendu cette stratégie à des essais montrant une propension à la localisation de la déformation plastique dans deux directions tout en préservant le caractère isochore de la transformation. Cette technique a été testée sur des images de laminographie de tôle d’un alliage d’Aluminium pour montrer que la déformation plastique localisée précède très sensiblement l’endommagement plastique (au sens de l’apparition et la croissance de cavités plastiques).- d’autre part, à partir d’un volume de référence reconstruit, nous avons développé une technique de corrélation d’images volumiques qui apprécie la cinématique de l’objet étudié directement sur les projections (radiographies). Cette stratégie permet de diminuer très fortement le nombre de projections nécessaires à chaque instant du chargement, et donc d’augmenter très fortement la résolution temporelle de la technique en minimisant le temps d’acquisition. Cette technique a été utilisée sur un exemple de propagation de fissure de fatigue dans une fonte à graphite sphéroïdal.- enfin l’utilisation conjointe de ces deux stratégies ouvre des perspectives séduisantes d’essais rapides avec suivi cinématique 4D où la résolution temporelle peut être augmentée de plus de deux ordres de grandeur sans compromission sur la qualité de la mesure. Enfin, il est à noter que les données expérimentales restent redondantes, si bien que la validation (ou non) des hypothèses utilisées est naturellement obtenu à l’issue du traitement. Ces deux axes soulignent le bénéfice engendré par l’infusion d’une pré-connaissance, que ce soit sur le comportement mécanique ou sur la microstructure de l’éprouvette, dans la résolution du problème inverse des mesures cinématiques. / The combination of X-Ray Tomography as a 3D nondestructive imaging technic and the digital volume correlation (DVC) which uses two images to measure displacement fields, paved the way to the quantitative exploitation of in situ mechanical testing.This thesis has contributed to broaden the scope of these technics by developing two axes :- On one hand the mechanical regularization which overcomes the lack of microstructural contrast by adding an a priori knowledge of the material’s mechanical behavior. Initially designed for and linear elastic behavior, this strategy has been extended to tests where plastic strain occurs in two directions while preserving the isochoric characteristic of the deformation. This technic has been tested on images of Aluminum plates obtained by laminography to show that localized plastic strain occurs way before plastic damage (i.e. germination and growth of plastic cavities).- On the other hand, from a reconstructed volume, a DVC technic has been developed which measure the kinematic of a sampled on the radios. This strategy allows to reduce greatly the number of necessary projections à each loading step, and therefore to improve greatly the temporal resolution by minimizing acquisition time. This technic has been used on an example of fatigue crack propagation of a cast iron.- At last, the combine use of these two strategies pave the way to appealing perspectives of fast mechanical test with 4D kinematics measurements, where the temporal resolution can be improve by more than two order of magnitude without any loss in the quality of the measure. One can realized that experimental data are redundant, so the validation (or not) of the hypotheses used is obtained at the end of the procedure.These two axes show the gain of using pre-knowledge, either on mechanical behavior, either on the microstructure o the sample, in the resolution of inverse problem for kinematics measurements.

Le but de cette thèse a été de construire un modèle haute résolutionde la vitesse des ondes Sau sein la croûte et du manteau supérieur de l'arc alpin et del'Europe, à partir de corrélations de bruit. Dans ce cadre, nous avonsconstruit plusieurs modèle tomographiques à partir d'un jeu de donnéecomposé de 4 années de bruit ambiant enregistré par 1293 stationsréparties à travers l'Europe.Nous avons tout d'abord réalisé une tomographie par corrélation debruit "classique". Desmesures de vitesse de groupe des ondes de Rayleigh entre 5 et 150s depériode ont été inversées pour construire des cartes de vitesse degroupe. Elles ont été inversées avec une approche bayésienne afind'établir un modèle probabiliste de la vitesse des onde S et d'évaluerla probabilité d'avoir une interface en chaque point du modèle. Ceci apermis d'établir un modèle tomographique haute résolution del'ensemble de l'Europe en bon accord avec des études antérieursciblées sur des zones spécifiques.La forte densité de station au niveau de l'arc alpin nous a permisd'établir des cartes de vitesse de phase avec la méthode Eikonal entre7 et 25s de période. Celles-ci sont en accord avec les cartes devitesse de groupe précédemment établies. De plus nous avons pu aveccette méthode étudier l'anisotropie de la croûte à l'échelle desAlpes.Nous avons continué à affiner notre modèle de la lithosphère alpine enréalisant une tomographie basée sur l'équation d'onde ("wave equationtomography", WET) s'appuyant sur des simulationsnumériques de la propagation des ondes elastiques en 3D.Nous avons ainsi itérativement amélioré le modèle en minimisant ladifférence de vitesse de phase des ondes de Rayleigh mesurée sur descorrélations observées et simulées numériquement entre 10 et 55s depériode. Le modèle final a été obtenu après 15 itérations avec uneréduction du misift de ~65%. Au sein de la croûte, et àl'interface croûte/manteau, ce modèle présente de nouvelles structureset des contraste de vitesse plus important. Ceci illustre que cetteapproche permet d’améliorer significativement les modèlestomographiques obtenus par corrélations de bruit. / The primary goal of the thesis is to build high-resolution shear-wave velocity models of the Alpine crust and uppermost mantle using ambient noise based tomography.In this framework, we performed a series of tomographic applications using a large cross-correlation dataset computed from 4 years of noise recorded at 1293 broadband seismic stations across Europe.We first applied a 'classical' ambient noise group velocity tomography.Rayleigh wave group velocity measurements in the period band 5-150 s were inverted to construct group velocity maps.With a Bayesian 1-D depth inversion approach, we determined both the shear-wave velocity and probability of interfaces at each cell of the model.This has allowed to finally establish a high-resolution model of the European crust and uppermost mantle in good agreement with previous localized geophysical studies.Taking advantage of the dense seismic array in the Alpine region, we performed ambient noise Eikonal tomography using Rayleigh wave phase velocity measurements in the period band 7-25 s.With this method, we were able to study the anisotropy of the Alpine crust.We refined the shear wave velocity model of the Alpine crust and uppermost mantle using wave-equation tomography (WET) based on the numerical simulation of 3-D elastic wave propagation.We iteratively improved the initial model by minimizing the phase traveltime differences between the observed and synthetic Rayleigh waves in the period band 10-55 s.We obtained the final model after 15 iterations with a reduction of total misfit ~65%.At crustal and Moho depths, the final model displays several new features and much stronger velocity contrasts, which indicates that this approach can significantly improves the model obtained by classical ambient noise tomography.

Pour pouvoir communiquer efficacement dans son environnement social naturel, l’être humain doit pouvoir isoler le discours de son interlocuteur des autres voix composants le bruit ambiant. Cette situation, connue sous l’expression « d’effet cocktail party », va engager notre cerveau dans différents processus auditifs et attentionnels lui permettant d’analyser spécifiquement le signal acoustique de son interlocuteur. La façon dont le cerveau procède pour extraire les attributs acoustiques de la voix d’intérêt de l’ensemble de la scène auditive restent toutefois méconnus. Cette méconnaissance est d’autant plus importante que certaines populations peuvent présenter des troubles de compréhension dans le bruit alors que leur système auditif périphérique ne présente aucun déficit (comme les enfants ou chez certains jeunes adultes). L’objectif de cette thèse de doctorat était d’identifier les mécanismes corticaux permettant la compréhension dans le bruit et d’évaluer si ceux-ci étaient déficitaires dans deux populations souffrant de troubles de compréhension dans le bruit sans atteinte auditive périphérique. Pour y parvenir, nous avons étudié par magnétoencéphalographie le couplage entre l’activité corticale d’un auditeur et les différentes voix constituant une scène auditive de type cocktail party. Ces investigations ont été menées chez des sujets sains (étude I), chez des enfants (étude II) ainsi que chez des jeunes adultes présentant des troubles isolés de la compréhension dans le bruit (étude III). Nos études ont révélé que le cortex auditif suit sélectivement la voix d’intérêt plutôt que la scène auditive globale. Ce couplage « cerveau-parole » se produit à des fréquences correspondant aux fluctuations rythmiques de la prosodie (<1 Hz), des mots (1–4 Hz) et des syllabes (4–8 Hz), et diminue lorsque le niveau de bruit augmente. De plus, le couplage « cerveau-parole » à <1 Hz est latéralisé dans l'hémisphère gauche en présence d’un bruit de type cocktail party. Enfin, une diminution de ce couplage au rythme syllabique est associée aux difficultés de compréhension dans le bruit, que ce soit chez les enfants ou chez les jeunes adultes.Nos travaux ont ainsi démontré que ce couplage sélectif à la voix d'intérêt lors de situations de type cocktail party est essentiel à la compréhension en milieu bruyant. Une diminution de ce couplage au niveau syllabique est associée à un déficit de compréhension dans le bruit, soutenant ainsi l’hypothèse d’une origine centrale aux troubles de compréhension dans le bruit sans atteinte auditive périphérique. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Zusammenfassung Hintergrund Die Interscalenäre Blockade des Plexus brachialis (ISB) ist ein weit verbreitetes regionalanästhesiologisches Verfahren zu postoperativen Schmerzkontrolle bei Operationen an der Schulter. Ungeachtet der suffizienten Analgesie kommt es bei der ISB fast immer zur akzessorischen Blockade des Nervus phrenicus mit konsekutiver Lähmung des Zwerchfells sowie zu einer motorischen Blockade der betroffenen Extremität. Eine nebenwirkungsärmere Alternative könnte die ultraschallgestützte anteriore Blockade des Nervus suprascapularis (NSSB) darstellen. Methoden 55 für eine ambulante arthroskopische Schulteroperation vorgesehene Patienten wurden nach dem Zufallsprinzip der Gruppe ISB oder NSSB zugeteilt. Für beide Verfahren wurden jeweils 10 ml 1 %iges Ropivacain verwendet. Primärer Endpunkt war die prozentuale Lungenventilation auf der zu operierenden Seite, welche mittels Elektrischer Impedanz-Tomographie (EIT) gemessen wurde. Zur Beurteilung der hemidiaphragmatischen Parese erfolgte zusätzlich die sonographische Darstellung des Zwerchfells auf der ipsilateralen Seite im M-Mode. Als sekundäre Endpunkte wurden der postoperative Schmerzmittelverbrauch, Schmerz-Scores, die Handkraft, die sensorische Blockade der Hand sowie die Patientenzufriedenheit untersucht. Ergebnisse Insgesamt konnten die Daten von 48 Patienten analysiert (24 NSSB, 24 ISB, durchschnittliches Alter 51 Jahre, 22 Frauen, 26 Männer) werden. Technische Probleme bei der Durchführung der EIT-Messung sowie die fehlerhafte Aufzeichnung der EIT-Daten führten zum Ausschluss von 7 Patienten. Vor der Nervenblockade wurde die zu untersuchende Lungenhälfte mit durchschnittlich 51 % des gesamten Lungenvolumens belüftet. Postoperativ fielen die Werte auf 34 % (NSSB) vs. 10 % (ISB) ab, dies entsprach einer Differenz von 23 % (95 % KI = 13 bis 34 %, p < 0,001). Eine Zwerchfellparese wurde bei 21 % (NSSB) vs. 88 % (ISB) der Patienten nachgewiesen (p < 0,001). Die Handkraft war bei der NSSB um 11,2 kg (95 % KI = 3,6 bis 18,9 kg, p = 0,0024) höher und eine eingeschränkte Sensorik der Hand wurde bei 0 % (NSSB) vs. 46 % (ISB) der Patienten beobachtet (p < 0,001). Die angegebenen Schmerzen waren in den ersten 6 h nach der Operation in beiden Gruppen niedrig, mit leichtem Vorteil zugunsten der ISB. Hinsichtlich des postoperativen Opioid-Verbrauchs und der Patientenzufriedenheit zeigten sich keine signifikanten Unterschiede. Schlussfolgerung Die anteriore Blockade des Nervus suprascapularis führt zu einer weniger ausgeprägten postoperativen Ventilationseinschränkung und geht seltener mit einer Parese des Zwerchfells einher. In Bezug auf Analgesie, Schmerzmittelverbrauch und Patientenkomfort ist sie der Interscalenären Blockade gleichwertig.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 1 Einleitung 3 1.1 Anatomie 4 1.1.1 Schultergelenk 4 1.1.2 Plexus brachialis 5 1.1.3 Nervus suprascapularis 9 1.1.4 Innervation der Schulter 10 1.2 Regionalanästhesie 11 1.2.1 Geschichte der Regionalanästhesie 11 1.2.2 Verfahren der Regionalanästhesie 12 1.2.3 Periphere Nervenblockaden des Plexus brachialis 15 1.3 Die Elektrische Impedanz-Tomographie (EIT) 25 1.3.1 Technisches Prinzip 26 1.3.2 Einsatzmöglichkeiten der EIT im klinischen Alltag 27 1.4 Ambulante Operationen 28 1.4.1 Entwicklung des tagesklinischen Bereiches 28 1.4.2 Vorteile ambulanter Operationen 30 1.4.3 Voraussetzungen für einen ambulanten Eingriff 30 1.4.4 Anforderungen an das Anästhesieverfahren 31 2. Zielsetzung der Doktorarbeit 33 3. Material und Methoden 34 3.1 Studie 34 3.1.1 Stichprobenberechnung, Gruppeneinteilung und Randomisierung 34 3.1.2 Einschluss- und Ausschlusskriterien 35 3.2 Punktionsprozedere und -technik 36 3.2.1 Durchführung der Interscalenären Blockade 37 3.2.2 Durchführung der anterioren N. suprascapularis Blockade 38 3.2.3 Rescue-Medikation, Procedere bei unzureichender Analgesie sowie Verfahrensweise bei Verdacht auf neurologische Schäden 40 3.3 EIT-Messung und sonographischen Darstellung des Zwerchfells 41 3.3.1 Durchführung der EIT-Messung 41 3.3.2 Sonographie des Zwerchfells 42 3.4 Datenerhebung 44 3.5 Studienendpunkte 46 3.6 Statistik 47 4. Ergebnisse 48 4.1 Demographische Daten 48 4.2 OP-Indikationen und Nebendiagnosen 51 4.2.1 OP-Indikationen 51 4.2.2 Komorbiditäten 51 4.3 OP-Daten, Anästhesieverfahren und Punktionsdaten 53 4.3.1 OP-Daten 53 4.3.2 Anästhesieverfahren und intraoperativer Medikamentenverbrauch 54 4.3.3 Punktionsdaten 54 4.4 EIT-Messung und Zwerchfellsonographie 56 4.5 Evaluation der Schmerzintensität und postoperativer Schmerzmittelverbrauch 60 4.5.1 Schmerzintensität 60 4.5.2 Postoperativer Analgetikaverbrauch 61 4.6 Daten zur Handkraftmessung, Blockadequalität, Blockadedauer, Nebenwirkung und Komplikationen sowie Patientenzufriedenheit 63 4.6.1 Bestimmung der Handkraft, sensorische Blockadequalität und Blockadedauer 63 4.6.2 Nebenwirkungen und Komplikationen 65 4.6.3 Patientenzufriedenheit 66 5 Diskussion 68 5.1 Zusammenfassung der Hauptergebnisse 68 5.2 Diskussion der Ergebnisse 69 5.2.1 EIT und Sonographie zur Detektion der N. phrenicus Parese 69 5.2.2 Parese des N. phrenicus und Zwerchfellparese 71 5.2.3 Schmerztherapie und periphere Nervenblockaden bei ambulanten Operationen 73 5.2.4 Sensomotorische Blockadequalität 75 5.2.5 Blockadedauer 76 5.2.6 Methodenimmanente Nebenwirkungen und Komplikationen 77 5.2.7 Patientenzufriedenheit und erneute Entscheidung 77 5.2.8 Limitationen 77 5.2.9 Ausblick 78 Zusammenfassung 80 Literaturverzeichnis 82 Abbildungsverzeichnis 93 Tabellenverzeichnis 95 Anhang 96 Eigenständigkeitserklärung 98 Publikationen 99

Die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ist ein wichtiges medizinisches Bildgebungsverfahren und findet Anwendung in der Untersuchung von Krebs und Stoffwechselvorgängen, die mit Hilfe von Beta-Plus-Emittern sichtbar gemacht werden können. Dabei ist eine quantitative Auswertung wichtig um unabhängige und vergleichbare Ergebnisse zu erhalten. Am IKTP wird zur Vermittlung dieser Inhalte im Physikstudium ein Kleintier-PET-Scanner betrieben. In dieser Arbeit soll die Bildrekonstruktion an diesem Gerät bezüglich der Aktivitätsbestimmung weiter verbessert werden. Dafür werden Anpassungen an der Normalisierung für den iterativen OSMAPOSL-Algorithmus vorgenommen, um Schwächung und Streuung zu berücksichtigen. Dies bildet die Grundlage für eine reproduzierbare Darstellung bekannter Aktivitätsverhältnisse und damit einer aktivitätstreuen Bildinterpretation an diesem Gerät.