Techn. Universiẗat, Diss., 2006--Darmstadt.

Zugl.: Erlangen, Nürnberg, University, Diss., 2009.

Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Berlin.

No description available.

In der Arbeit wird ein System zur ultraschallunterstützten Bearbeitung dargestellt, mit dem es möglich wird, spanenden und umformenden Metallbearbeitungsprozessen Schwingungen zu überlagern, die in ihrer Amplitude weit über denen vergleichbarer, bisher üblicher Systeme liegen.

No description available.

Sehnenerkrankungen sind ein häufiges Problem bei Sportpferden und oft der Grund für das Ausscheiden aus dem aktiven Renn- und Turniersport. In den vergangenen Jahren wurde viel Forschung betrieben um die adäquate Heilung zu unterstützen. Zur Evaluierung neuer Therapiemethoden basierend auf Ultraschall und der Magnetresonanztomographie (MRT) werden verschiedene Parameter und Bildgebungs- und Auswertungsverfahren eingesetzt. Die Vergleichbarkeit der verschiedenen Studien ist dabei fraglich. Des Weiteren wurde vor einigen Jahren mit der Entwicklung des Hallmarq Equine Limb Scanner® die MRT des Pferdebeines erleichtert. Sowohl das Scannen eines Beines in mehreren Sequenzen als auch die Auswertung der gewonnenen Bildserien bleiben jedoch zeitintensiv. Ziel der vorliegenden Studie war es zu beurteilen, welche Vorgehensweisen bei Bildgebung und Auswertung sich am besten für die Diagnose und Beurteilung des Heilungsverlaufes von Sehnenläsionen eignen, im Hinblick auf ihre Aussagekraft wie auch Zeiteffizienz. Von März 2014 bis März 2015 wurde an der Chirurgischen Tierklinik Leipzig eine Studie zur Sehnenheilung der oberflächlichen Beugesehnen des Pferdes durchgeführt (TVV 34/13). Dazu wurden bei sechs Pferden Sehnenläsionen mittels einer Kombination aus chirurgischem Verfahren und Kollagenase-Applikation erzeugt. Nach drei Wochen wurden die Läsionen durch lokale Injektion behandelt, wobei bei den in dieser Arbeit berücksichtigten Sehnenläsionen der Vordergliedmaßen 1ml autologes Serum injiziert wurde. Über 24 Wochen wurden zu 10 Zeitpunkten Niederfeld-MRT- und zu 9 Zeitpunkten Ultraschallaufnahmen angefertigt. Für die MRT wurden dabei T₁-, T₂-, T₂*- und STIR-Sequenzen verwendet. Am Ende des Untersuchungszeitraumes wurden die Tiere fachgerecht euthanasiert und die Sehnen für die Histologie entnommen. Als Färbemethoden kamen hierbei Hämatoxylin-Eosin und Masson-Trichrom zum Einsatz. Es standen 486 Bilder aus der Sonographie und 4790 Bilder aus der MRT zur Verfügung. Diese Bildserien wurden in der vorliegenden Arbeit mittels Synedra-Software (Synedra AIM) manuell ausgewertet. Dabei wurden verschiedene Herangehensweisen für die Bestimmung und Standardisierung der Signalintensität (SI) der Sehnenläsion, die Messung der cross sectional area (CSA) der Sehnenläsion und des Läsionsvolumens herangezogen. Für die Beurteilung der Standardisierung der SI dienten die Ergebnisse der Hisotologie als Goldstandard. Zudem wurde eine automatisierte Datenerhebung mittels des Algebra-Systems Mathematica (Wolfram Research Inc.) durchgeführt und mit der manuellen Messung im Synedra-Programm verglichen. Abschließend wurde die Darstellung der Sehnenläsionen im zeitlichen Verlauf in Ultraschall und verschiedenen MRT-Sequenzen beurteilt. Für die Standardisierung der SI der Sehnenläsion erwies sich als Referenz die Kortikalis des Röhrbeines als am besten geeignet. Die auf Basis der Formel: relative SI = SI (Läsion) / SI (Kortikalis) berechneten SI korrelieren mit den Ergebnissen der Histologie (p < 0,05). Darauf basierend wurde der Einfluss der region of interest (ROI), in der man die SI der Läsion ermittelt, evaluiert. Dabei wurde die SI für die gesamte Fläche der Läsion, für eine größtmögliche Kreis-ROI und für eine Kreis-ROI von 1mm² ermittelt. Die erhobenen Messwerte aller ROI korrelieren signifikant miteinander. Hinsichtlich der CSA wurde zum einen der Mittelwert aller CSA einer Bildserie pro Gliedmaße und Zeitpunkt berechnet. Zum anderen wurde pro Zeitpunkt die maximale CSA erfasst, beziehungsweise nach Ermittlung der maximalen CSA zum ersten Untersuchungszeitpunkt zu jedem weiteren Zeitpunkt der Wert in dieser Ebene bestimmt. Auch diese Methoden zeigten eine sehr gute Korrelation untereinander (p < 0,05). Der Einsatz der automatisierten Messung mittels Mathematica wurde anhand der Parameter SI, CSA und Läsionsvolumen überprüft und erwies sich als praktikabel. Die vom Programm ermittelten Werte korrelierten mit denen aus der manuellen Synedra-Messung (p < 0,05). Alle bisher genannten Ergebnisse wurden zusätzlich mit dem Wilcoxon-Signed-Rank-Test auf die Vergleichbarkeit der mittels verschiedenen Ansätzen gewonnenen Zahlenwerte überprüft. Für alle Wertepaare ergab sich hierbei, dass sie signifikant voneinander verschieden sind (p < 0,05). Zum Vergleich der bildgebenden Verfahren wurden die CSA-Messungen der Ultraschallbilder denen der vier MRT-Sequenzen gegenüber gestellt. Die MRT-Sequenzen wurden zudem anhand der SI und des Läsionsvolumens beurteilt. Dabei wurde jeweils der Verlauf eines Parameters über den Heilungsverlauf hinweg betrachtet. Der Ultraschall korrelierte dabei lediglich mit der T₂-Sequenz (p < 0,05). Beide wiesen ein rasches Absinken der CSA-Messwerte auf. Bei den MRT-Sequenzen weisen die T₁- und die T₂*-Sequenz ähnliche Zeitverläufe auf. Sowohl SI auch als CSA sinken im Vergleich zur T₂-Sequenz später ab. Für die STIR-Sequenz konnten keine validen Ergebnisse ermittelt werden, da diese Sequenz zu viele Aufnahmen mit Artefakten lieferte, sodass die Anzahl der auswertbaren Bilder nicht repräsentativ war. Demnach zeigen die vorliegenden Untersuchungen dass zur Standardisierung der SI die Kortikalis als konstante Messgröße verwendet werden sollte. Die Größe der ROI spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Für die Bestimmung der Läsionsgröße ist es ausreichend die Ebene mit der maximalen CSA für die Kontrolle des Heilungsverlaufes zu verwenden. Die Bestimmung der SI, der CSA und des daraus resultierenden Läsionsvolumen kann mittels des Programmes Mathematica automatisiert werden. Bei allen genannten Messungen ist es zwingend erforderlich für eine Verlaufsbeurteilung immer dieselbe Messmethode einzusetzen, da die Zahlenwerte verschiedener Methoden nicht vergleichbar sind. In der Beurteilung des Heilungsverlaufes weisen T₂-Sequenz und Ultraschall vergleichbare Werte auf, die jedoch sehr schnell abfallen und daher nicht für die Detektion chronischer Erkrankungen geeignet sind. Über den gesamten Untersuchungszeitraum von 24 Wochen post Serum-Applikation waren die Sehnenläsionen in T₁- und T₂*-Sequenz nachweisbar. Zur längerfristigen Überwachung des Heilungsfortschrittes sind diese daher zu bevorzugen.:ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VII 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Anatomie der Beugesehnen der Vordergliedmaße des Pferdes 3 2.2 Erkrankungen der OBS des Pferdes 3 2.3 Bildgebende Verfahren bei Sehnenerkrankungen 4 2.3.1 Magnetresonanztomographie 4 2.3.1.1 Einleitung 4 2.3.1.2 Physikalische Grundlagen 5 2.3.1.3 Der Resonanzeffekt 5 2.3.1.4 Die Relaxation 6 2.3.1.5 Bildkontrastdarstellung 6 2.3.1.5.1 T₁-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.2 T₂-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.3 Protonendichte-gewichtete Bilder 7 2.3.1.6 Sequenzen 8 2.3.1.6.1 Saturation-Recovery- und Partial-Saturation- Sequenzen 8 2.3.1.6.2 Spin-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.3 Gradienten-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.4 Inversions-Recovery-Sequenzen 8 2.3.1.6.5 Schnelle Sequenzen 9 2.3.1.7 Sehnengewebe im MRT-Bild und Bildauswertung 9 2.3.2 Ultraschall 11 2.3.2.1 Einleitung 11 2.3.2.2 Physikalische Grundlagen 11 2.3.2.3 Technische Grundlagen 12 2.3.2.4 Bildarten 12 2.3.2.5 Doppler-Sonographie 12 2.3.2.6 Bildartefakte 13 2.3.2.7 Sehnengewebe im Ultraschallbild und Bildauswertung 14 2.3.2.8 Einteilung der Metacarpalregion für die Sonographie 15 2.4 Histologie von Sehnengewebe 16 2.4.1 Histologischer Aufbau von Sehnengewebe 16 2.4.2 Histologische Färbemethoden für Sehnengewebe 17 2.4.2.1 Hämatoxylin-Eosin-Färbung (HE) 17 2.4.2.2 Masson-Trichom-Färbung (TM) 17 2.5 Sehnenheilung 17 2.5.1 Inflammatorische Phase 18 2.5.2 Proliferationsphase 18 2.5.3 Remodellingphase 18 2.6 Experimentelle Sehnenläsionen an Tiermodellen 19 2.6.1 Chirurgisch induzierte Sehnenläsionen 19 2.6.2 Sehnenläsionen mittels Kollagenase-Applikation 19 2.6.3 Kombination aus chirurgischem Verfahren und Kollagenase-Applikation 20 3 TIERE, METARIAL UND METHODEN 21 3.1 Untersuchte Tiere 21 3.2 Induzierte Sehnenläsionen und Weiterbehandlung 21 3.2.1 Chirurgischer Eingriff 21 3.2.2 Versorgung prä und post operationem 22 3.2.3 Applikation von Serum und mesenchymalen Stromazellen 22 3.2.4 Behandlungsprogramm nach Serum- und MSC-Injektion 22 3.3 Magnetresonanztomographie 23 3.3.1 Kernspintomograph 23 3.3.2 Durchführung 23 3.3.2.1 Sedation 23 3.3.2.2 Untersuchungszeitpunkte 23 3.3.2.3 Sequenzen 24 3.3.3 MRT-Bildmaterial 24 3.4 Ultraschall 24 3.4.1 Ultraschallgerät 24 3.4.2 Durchführung 24 3.4.2.1 Untersuchungszeitpunkte 24 3.4.2.2 Untersuchungstechnik 25 3.4.3 Ultraschall-Bildmaterial 25 3.5 Histologie 25 3.5.1 Entnahme der Gewebeproben 25 3.5.2 Histologische Einbettung 25 3.5.3 HE-Färbung 25 3.5.3.1 Färbemethode 25 3.5.3.2 Auswertung der HE-Schnitte 26 3.5.4 Masson-Trichrom-Färbung 26 3.5.4.1 Färbemethode 26 3.5.4.2 Auswertung der Masson-Trichrom-Schnitte 26 3.6 Auswertung des Bildmaterials 27 3.6.1 Auswertung der MRT- und Ultraschallbilder 27 3.6.1.1 Messung der CSA 27 3.6.1.1.1 Synedra-Messung 27 3.6.1.1.2 Mathematica-Messung 28 3.6.1.1.3 Verwendung der ermittelten CSA-Werte 28 3.6.1.2 Volumenberechnung 29 3.6.1.3 Messung der SI 29 3.6.1.3.1 Synedra-Messung 29 3.6.1.3.2 Mathematica-Messung 31 3.6.1.3.3 Standardisierung der Signalintensitäten 32 3.7 Statistische Auswertung 32 4 ERGEBNISSE 35 4.1 Standardisierung der SI der Sehnenläsion 35 4.2 Definition der ROI für die Messung der SI der Sehnenläsion 37 4.3 CSA-Messungen der Maximalbereiche im Vergleich zur gesamten Läsion 40 4.4 Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 43 4.4.1 Vergleich der SI-Bestimmung 43 4.4.2 Vergleich der CSA-Bestimmung 45 4.4.3 Vergleich der Volumenberechnung 47 4.5 Eignung von Ultraschall und verschiedenen MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 49 4.5.1 Gegenüberstellung von MRT und Ultraschall 49 4.5.1.1 Ultraschall und T₁-Sequenz 49 4.5.1.2 Ultraschall und T₂-Sequenz 50 4.5.1.3 Ultraschall und T₂*-Sequenz 50 4.5.1.4 Ultraschall und STIR-Sequenz 51 4.5.1.5 Darstellung des Heilungsverlaufs in Ultraschall und MRT 52 4.6 Darstellung des Heilungsverlaufs in verschiedenen MRT-Sequenzen 53 4.6.1 SI der Läsion 53 4.6.2 CSA der Läsion 54 4.6.3 Volumen der Läsion 55 5 DISKUSSION 57 5.1 Diskussion der Standardisierung der SI der Sehnenläsion 57 5.2 Diskussion der unterschiedlich großen ROI für die SI-Messung in der Sehnenläsion 58 5.3 Diskussion der unterschiedlichen CSA-Messungen zur Beurteilung des Heilungsverlaufes 59 5.4 Diskussion der Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 60 5.4.1 Automatisierte SI-Bestimmung 61 5.4.2 Automatisierte CSA-Bestimmung 62 5.4.3 Automatisierte Bestimmung des Läsionsvolumens 63 5.5 Diskussion der Eignung von Ultraschall und verschiedener MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 64 5.6 Diskussion der Gegenüberstellung der MRT-Sequenzen 66 5.6.1 Diskussion der SI der Läsion 67 5.6.2 CSA der Läsion im Heilungsverlauf 68 5.6.3 Läsionsvolumen im Heilungsverlauf 69 5.7 Zusammenfassung und Interpretation der Ergebnisse 70 6 ZUSAMMENFASSUNG 72 7 SUMMARY 74 8 LITERATURVERZEICHNIS 76 9 ANHANG 80 9.1 Statistische Tabellen und Graphiken 80 9.1.1 Ergänzende Daten Kapitel 4.1 80 9.1.2 Ergänzende Daten Kapitel 4.2 86 9.1.3 Ergänzende Daten Kapitel 4.3 91 9.1.4 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.1 96 9.1.5 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.2 99 9.1.6 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.3 102 9.1.7 Ergänzende Daten Kapitel 4.6 105 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 107 TABELLENVERZEICHNIS 112 DANKSAGUNG 113 / Tendon disease is a common problem in equine athletes and often results in retirement from racing and jumping competitions. In the past years, numerous studies focused on strategies to support tendon regeneration. To evaluate new therapeutic approaches based on ultrasound and magnetic resonance imaging (MRI), different parameters, imaging and image analysis techniques are being used, limiting comparability between studies. Furthermore, the development of the Hallmarq Equine Limb Scanner® facilitated MRI of the equine distal limb enormously. However, the scanning of a limb in several different MRI sequences as well as image analysis remain time-consuming. The aim of the current work was to evaluate which approaches to imaging and image analyses are most suitable for diagnosis and monitoring of tendon lesions with respect to their informative value as well as the time required. From March 2014 to March 2015, a study on tendon healing was conducted at the Large Animal Clinic for Surgery, University of Leipzig (TVV 34/13). Tendon lesions were induced in the superficial digital flexor tendons of six healthy horses by a combined surgical and collagenase-based approach. Three weeks later, lesions were treated by local injections, at which the forelimb tendon lesions relevant to the current study were injected with 1ml of autologous serum. During a follow-up period of 24 weeks, low-field MRI and ultrasound imaging was performed at 10 and 9 time points, respectively. MRI included T₁-, T₂-, T₂*- and STIR-sequences. After follow-up, the animals were euthanized and tendons were subjected to histology (hematoxylin and eosin as well as Masson’s trichrome staining). 486 ultrasound and 4790 MRI images were available for analysis in the current study. The image series were analysed manually using the Synedra-software (Synedra AIM), using different approaches for estimation and standardization of signal intensity (SI) of the tendon lesions, analysis of the lesion cross sectional area (CSA) and lesion volume. For evaluation of SI standardization, histology results served as gold standard. Furthermore, an automated image analysis using the algebra system Mathematica (Wolfram Research Inc.) was performed and results compared to those obtained by manual measurements using Synedra. Finally, the visualization of the tendon lesions in ultrasound and different MRI sequences over time was evaluated. For SI standardization, the cortical bone was most suitable as a reference. SI values calculated based on the formula relative SI = SI (lesion) / SI (cortical bone) correlated with the histology results (p < 0.05). On that basis, the influence of the region of interest (ROI) used for SI measurement was evaluated. SI was measured within the whole lesion area, in the largest possible circular ROI, and in a 1 mm2 circular ROI. All values correlated significantly (p < 0.05). With respect to CSA, on the one hand, the mean of all CSA within the image series per limb and time point was calculated. On the other hand, the maximum CSA per time point was measured, or the CSA was always measured at the level of the maximum CSA at time point 1. The measurements correlated well with each other (p < 0.05). The use of the automated image analysis with Mathematica was evaluated based on the parameters SI, CSA and lesion volume and was considered as feasible. Values obtained from the software correlated with those obtained by manual measurements using Synedra (p < 0.05). All so far mentioned parameters were also analysed with respect to comparability of values obtained by the different approaches using the Wilcoxon-Signed-Rank test. All paired tests revealed significant differences (p < 0.05). For comparison of imaging techniques, CSA values obtained by ultrasound and the different MRI sequences were compared. MRI sequences were additionally evaluated regarding SI and lesion volume. The development of the different parameters over time was investigated. Ultrasound correlated only with the T₂ MRI sequence (p < 0.05), both showing a rapid decrease in CSA. T₁- and T₂*-MRI sequences displayed a similar development over time, with SI as well as CSA decreasing only at later time points compared to the T₂ sequence. For STIR sequences, no valid results could be obtained, as there were too many image artefacts. In conclusion, the cortical bone should be used as reference for SI standardization, whereas the size of the ROI plays only a minor role in SI measurement. For evaluation of lesion size, it is sufficient to obtain the CSA from the level of maximum injury to monitor tendon healing. SI, CSA and lesion volume can be analysed automatically using the Mathematica software. For all parameters, it is essential to always use the same approach within the course of a study, as values obtained based on the different approaches are not comparable. For monitoring tendon healing, T₂ MRI sequences and ultrasound lead to similar results but are not suitable to detect chronic disease. In T₁- und T₂* sequences, tendon lesions were detected during the whole follow-up period of 24 weeks. Therefore, these sequences are advantageous for long-time monitoring of tendon healing.:ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VII 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Anatomie der Beugesehnen der Vordergliedmaße des Pferdes 3 2.2 Erkrankungen der OBS des Pferdes 3 2.3 Bildgebende Verfahren bei Sehnenerkrankungen 4 2.3.1 Magnetresonanztomographie 4 2.3.1.1 Einleitung 4 2.3.1.2 Physikalische Grundlagen 5 2.3.1.3 Der Resonanzeffekt 5 2.3.1.4 Die Relaxation 6 2.3.1.5 Bildkontrastdarstellung 6 2.3.1.5.1 T₁-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.2 T₂-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.3 Protonendichte-gewichtete Bilder 7 2.3.1.6 Sequenzen 8 2.3.1.6.1 Saturation-Recovery- und Partial-Saturation- Sequenzen 8 2.3.1.6.2 Spin-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.3 Gradienten-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.4 Inversions-Recovery-Sequenzen 8 2.3.1.6.5 Schnelle Sequenzen 9 2.3.1.7 Sehnengewebe im MRT-Bild und Bildauswertung 9 2.3.2 Ultraschall 11 2.3.2.1 Einleitung 11 2.3.2.2 Physikalische Grundlagen 11 2.3.2.3 Technische Grundlagen 12 2.3.2.4 Bildarten 12 2.3.2.5 Doppler-Sonographie 12 2.3.2.6 Bildartefakte 13 2.3.2.7 Sehnengewebe im Ultraschallbild und Bildauswertung 14 2.3.2.8 Einteilung der Metacarpalregion für die Sonographie 15 2.4 Histologie von Sehnengewebe 16 2.4.1 Histologischer Aufbau von Sehnengewebe 16 2.4.2 Histologische Färbemethoden für Sehnengewebe 17 2.4.2.1 Hämatoxylin-Eosin-Färbung (HE) 17 2.4.2.2 Masson-Trichom-Färbung (TM) 17 2.5 Sehnenheilung 17 2.5.1 Inflammatorische Phase 18 2.5.2 Proliferationsphase 18 2.5.3 Remodellingphase 18 2.6 Experimentelle Sehnenläsionen an Tiermodellen 19 2.6.1 Chirurgisch induzierte Sehnenläsionen 19 2.6.2 Sehnenläsionen mittels Kollagenase-Applikation 19 2.6.3 Kombination aus chirurgischem Verfahren und Kollagenase-Applikation 20 3 TIERE, METARIAL UND METHODEN 21 3.1 Untersuchte Tiere 21 3.2 Induzierte Sehnenläsionen und Weiterbehandlung 21 3.2.1 Chirurgischer Eingriff 21 3.2.2 Versorgung prä und post operationem 22 3.2.3 Applikation von Serum und mesenchymalen Stromazellen 22 3.2.4 Behandlungsprogramm nach Serum- und MSC-Injektion 22 3.3 Magnetresonanztomographie 23 3.3.1 Kernspintomograph 23 3.3.2 Durchführung 23 3.3.2.1 Sedation 23 3.3.2.2 Untersuchungszeitpunkte 23 3.3.2.3 Sequenzen 24 3.3.3 MRT-Bildmaterial 24 3.4 Ultraschall 24 3.4.1 Ultraschallgerät 24 3.4.2 Durchführung 24 3.4.2.1 Untersuchungszeitpunkte 24 3.4.2.2 Untersuchungstechnik 25 3.4.3 Ultraschall-Bildmaterial 25 3.5 Histologie 25 3.5.1 Entnahme der Gewebeproben 25 3.5.2 Histologische Einbettung 25 3.5.3 HE-Färbung 25 3.5.3.1 Färbemethode 25 3.5.3.2 Auswertung der HE-Schnitte 26 3.5.4 Masson-Trichrom-Färbung 26 3.5.4.1 Färbemethode 26 3.5.4.2 Auswertung der Masson-Trichrom-Schnitte 26 3.6 Auswertung des Bildmaterials 27 3.6.1 Auswertung der MRT- und Ultraschallbilder 27 3.6.1.1 Messung der CSA 27 3.6.1.1.1 Synedra-Messung 27 3.6.1.1.2 Mathematica-Messung 28 3.6.1.1.3 Verwendung der ermittelten CSA-Werte 28 3.6.1.2 Volumenberechnung 29 3.6.1.3 Messung der SI 29 3.6.1.3.1 Synedra-Messung 29 3.6.1.3.2 Mathematica-Messung 31 3.6.1.3.3 Standardisierung der Signalintensitäten 32 3.7 Statistische Auswertung 32 4 ERGEBNISSE 35 4.1 Standardisierung der SI der Sehnenläsion 35 4.2 Definition der ROI für die Messung der SI der Sehnenläsion 37 4.3 CSA-Messungen der Maximalbereiche im Vergleich zur gesamten Läsion 40 4.4 Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 43 4.4.1 Vergleich der SI-Bestimmung 43 4.4.2 Vergleich der CSA-Bestimmung 45 4.4.3 Vergleich der Volumenberechnung 47 4.5 Eignung von Ultraschall und verschiedenen MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 49 4.5.1 Gegenüberstellung von MRT und Ultraschall 49 4.5.1.1 Ultraschall und T₁-Sequenz 49 4.5.1.2 Ultraschall und T₂-Sequenz 50 4.5.1.3 Ultraschall und T₂*-Sequenz 50 4.5.1.4 Ultraschall und STIR-Sequenz 51 4.5.1.5 Darstellung des Heilungsverlaufs in Ultraschall und MRT 52 4.6 Darstellung des Heilungsverlaufs in verschiedenen MRT-Sequenzen 53 4.6.1 SI der Läsion 53 4.6.2 CSA der Läsion 54 4.6.3 Volumen der Läsion 55 5 DISKUSSION 57 5.1 Diskussion der Standardisierung der SI der Sehnenläsion 57 5.2 Diskussion der unterschiedlich großen ROI für die SI-Messung in der Sehnenläsion 58 5.3 Diskussion der unterschiedlichen CSA-Messungen zur Beurteilung des Heilungsverlaufes 59 5.4 Diskussion der Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 60 5.4.1 Automatisierte SI-Bestimmung 61 5.4.2 Automatisierte CSA-Bestimmung 62 5.4.3 Automatisierte Bestimmung des Läsionsvolumens 63 5.5 Diskussion der Eignung von Ultraschall und verschiedener MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 64 5.6 Diskussion der Gegenüberstellung der MRT-Sequenzen 66 5.6.1 Diskussion der SI der Läsion 67 5.6.2 CSA der Läsion im Heilungsverlauf 68 5.6.3 Läsionsvolumen im Heilungsverlauf 69 5.7 Zusammenfassung und Interpretation der Ergebnisse 70 6 ZUSAMMENFASSUNG 72 7 SUMMARY 74 8 LITERATURVERZEICHNIS 76 9 ANHANG 80 9.1 Statistische Tabellen und Graphiken 80 9.1.1 Ergänzende Daten Kapitel 4.1 80 9.1.2 Ergänzende Daten Kapitel 4.2 86 9.1.3 Ergänzende Daten Kapitel 4.3 91 9.1.4 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.1 96 9.1.5 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.2 99 9.1.6 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.3 102 9.1.7 Ergänzende Daten Kapitel 4.6 105 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 107 TABELLENVERZEICHNIS 112 DANKSAGUNG 113

Gegenstand und Ziel: Einsatz des Ultraschallkontrastmittels SonoVue® zur Ermittlung der Hepatischen Transitzeit bei lebergesunden Hunden. Material und Methoden: Untersucht wurden 45 lebergesunde Hunde aus dem Patientengut der Klinik für Kleintiere der Universität Leipzig. Ausschlusskriterien waren Leber- und Herz-Kreislauferkrankungen, sowie Tumorleiden. Die Kontrastmitteluntersuchungen erfolgten am narkotisierten Tier. Das Kontrastmittel wurde intravenös appliziert. Die Zeitdifferenz zwischen Ankunft in den Leberarterien bis zum Erreichen der Lebervenen wird als Hepatische Transitzeit definiert. Die Auswertung erfolgte von zwei unabhängigen Betracht-ern, sowie einer im Ultraschallgerät installierten Analysesoftware (TIC; Time-intensity-curve). Erfasst wurden zusätzlich von jedem Patienten die Blutflussgeschwindigkeiten in der Aorta abdominalis und den Lebervenen vor und nach der Kontrastmitteluntersuchung. Ebenfalls sind die Ankunftszeiten des Kontrastmittels in den Leberarterien und Lebervenen ermittelt worden. Diese Daten wurden mit den Angaben des Alters, dem Geschlecht und dem Gewicht verglichen. Die ermittelten Ankunftszeiten des Kontrastmittels wurden mit den Blutflussgeschwindigkeiten des jeweiligen Patienten korreliert. Ergebnisse: Die Hepatische Transitzeit des Kontrastmittels SonoVue® für lebergesunde Hunde beträgt 9,82 s. Schlussfolgerungen: Die Hepatische Transitzeit des Signalverstärkers SonoVue® beim lebergesunden Hund liegt bei 9,82 s und ist damit ca. eine Sekunde kürzer als beim Men-schen. In anschließenden Studien muss bei Hunden mit nachgewiesenen Lebermetastasen die Hepatische Transitzeit ermittelt werden. Entsprechen die Ergebnisse denen aus der Human-medizin, so ist mit einer Verkürzung der Hepatischen Transitzeit zu rechnen. Insbesondere bei bekanten Primärtumor könnte mit dieser Methode eine Metastasierung früher erkannt werden.

In der Schweineproduktion stellt die Anwendung biotechnischer Maßnahmen zur Steuerung des Reproduktionsgeschehens ein Mittel zur Verbesserung des betrieblichen Managements und der Produktivität dar. Dabei soll die Nutzung der eingesetzten Hormone möglichst auf ein notwendiges Maß reduziert werden. Ziel der Studie war es, unter Einsatz der transkutanen Sonographie weitere Erkenntnisse über das Duldungsverhalten und den Ovulationsverlauf unter besonderer Berücksichtigung verschiedener Behandlungsvarianten der Ovulations-synchronisation mit terminorientierter Besamung bei Jung- und Altsauen zu gewinnen. Der Befruchtungserfolg in Abhängigkeit von der verwendeten Behandlungsvariante der ovulationssynchronisierten Sauen sollte zusätzlich Rückschlüsse auf das Behandlungsmanagement liefern. Im ersten Teil der Studie wurde das Brunst- und Ovulationsverhalten sowie die Konzeptionsrate von 1742 Jung- und Altsauen zweier Landwirtschaftsbetriebe analysiert. Hierbei wurden die Sauen nach verschiedenen zur Zeit üblichen biotechnischen Behandlungsvarianten der Ovulationssynchronisation mit terminorientierten Besamung behandelt. Die Befunderhebung erfolgte mittels zweimal täglicher Kontrolle der Brunstsymptome zum Zeitpunkt der Inseminationen. Der Ovulationsverlauf sowie die Konzeptionsrate am 30. Trächtigkeitstag wurde durch die Anwendung der transkutanen Sonographie am unbeeinflußten, stehenden Tier bestimmt. Alle Jungsauen des Praxisbetriebes A wurden einer 15tägigen Zyklusblockade durch das Progestagen Altrenogest (Regumate®, Roussel Uclaf) unterzogen. Die Brunst-stimulation erfolgte bei den Jungsauen 24 Stunden nach der letzten Regumate®-Gabe und bei den Altsauen 24 Stunden nach dem Absetzen mittels einer intra-muskulären PMSG-Applikation. Zur Ovulationsinduktion wurde im Praxisbetrieb A einerseits 500 IE hCG (Ekluton® 1500, Vemie Veterinär Chemie) und andererseits 25 µg des GnRH-Analogons D-Phen6-LHRH (Gonavet®, Veyx Pharma GmbH) entsprechend der Behandlungsvariante verabreicht. Das Zeitintervall zwischen den beiden Injektionen betrug bei den Jungsauen 80 Stunden und bei den Altsauen 58 Stunden. Im Betrieb B erfolgte eine Unterteilung der Altsauen in Tiere nach dem 1. Wurf (primipare Sauen, n = 214) und Sauen mit mehr als 2 Würfen (WNr. 3-11), da in diesem Betrieb bei den primiparen Sauen ein modifiziertes biotechnisches Verfahren angewendet wurde. Zur Ovulationsinduktion der Jungsauen und der primiparen Sauen im Praxisbetrieb B wurden 50 µg des GnRH-Analogons Gonavet® eingesetzt. Die Altsauen dieses Betriebes erhielten 25 µg Gonavet® zur Ovulationsinduktion. In diesem Versuchsabschnitt wurde der Einfluß verschiedener Intervalle zwischen der PMSG- und Gonavet®-Applikation geprüft. Das Zeitintervall betrug entsprechend der Versuchsvarianten bei den Jungsauen 80 bzw. 76 Stunden, bei den Altsauen mit mehr als zwei Würfen 58 bzw. 54 Stunden und bei den primiparen Sauen 72 bzw. 68 Stunden. Die beiden Inseminationen wurden jeweils 24 und 40 Stunden nach der Ovulationsinduktion durchgeführt. Im experimentellen Teil der Studie erfolgte die Analyse des Duldungsverhaltens, des Ovulationsverlaufes sowie die Beurteilung der Uteri und der Ovarien am 10. Tag nach der zweimaligen terminorientierten Besamung bei 79 Jungsauen der Deutschen Landrasse. Die Jungsauen wurden in vier Gruppen aufgeteilt. Die Versuchstiere der ersten drei Behandlungsvarianten erhielten zur Brunstsynchronisation über 15 Tage eine tägliche Dosis von 20 mg Altrenogest (5 ml Regumate®). Die Brunststimulation mittels 800 IE PMSG erfolgte entsprechend der Behandlungsvarianten 24, 36 bzw. 48 Stunden nach der letzten Regumate®-Gabe. In der vierten Versuchsvariante wurde den Jungsauen zur Zyklusblockade täglich 16 mg Altrenogest (4ml Regumate®) über das Kraftfutter verabreicht. Die PMSG-Applikation erfolgte 24 Stunden nach der letzten Regumate®-Gabe intramuskulär. Bei allen Jungsauen der experimentellen Versuchsdurchführung wurde die Ovulationsinduktion 80 Stunden nach der Brunststimulation mittels 500 IE hCG durchgeführt. 24 bzw. 40 Stunden nach der Ovulationsinduktion erfolgte die 1. bzw. 2. Insemination. Das Duldungs-verhalten wurde durch die zweimalige tägliche Kontrolle der Brunstsymptome in Anwesenheit eines fertilen Ebers erfaßt. Der Ovulationsverlauf sowie die Konzeptionsrate am 30. Trächtigkeitstag wurde durch die Anwendung der trans-kutanen Sonographie am unbeeinflußten stehenden Tier bestimmt. Nach der Schlachtung am 10. Tag nach der 1. Insemination wurden die Uteri gewogen und die Embryonen aus den Uterushörnern gewonnen. Desweiteren wurden die ovariellen Funktionskörper beurteilt und quantifiziert. Insgesamt konnten folgende Ergebnisse erzielt werden: · Untersuchungen in den Praxisbetrieben - Bei den Jung- und Altsauengruppen im Praxisbetrieb A konnte durch die Anwendung des GnRH-Analogon D-Phen6-LHRH (Gonavet®) zur Ovulations-induktion ein besseres Duldungsverhalten und ein stärkerer Synchronisations-effekt der Ovulation gegenüber dem Gonadotropin hCG festgestellt werden. Gleichfalls wurde durch die Verwendung des GnRH-Analogons eine höhere Konzeptionsrate erzielt. - Im Praxisbetrieb B wurde ein stärkeres Duldungsverhalten, eine geschlossenere Ovulation sowie eine um 13 % höhere Konzeptionsrate (84,1 %) der Jungsauen mit einem Zeitintervall: Brunststimulation - Ovulationsinduktion von 80 Stunden gegenüber den Tieren mit einem Zeitintervall von 76 Stunden ermittelt. - Durch die Verkürzung des Zeitintervalls zwischen der PMSG- und Gonavet®-Applikation von 58 auf 54 Stunden wurde bei den Altsauen mit mehr als 2 Würfen und einer 5wöchigen Säugezeit ein Anstieg der Variabilität im Ovulationsverlauf sowie eine um 1 % geringere Konzeptionsrate (80,7 %) beobachtet. - Auch bei einer Säugezeit von 5 Wochen sollte das Brunststimulations - Ovulationsinduktions-Intervall 72 Stunden bei den primiparen Sauen des Praxis-betriebes B betragen, da durch die Verlängerung des Zeitintervalls von 68 auf 72 Stunden eine bessere Synchronisation der Ovulation und eine um 11 % höhere Konzeptionsrate (83,9 %) festgestellt wurde. · Experimentelle Untersuchungen der Jungsauen - Durch die Verabreichung von 20 mg Altrenogest (5 ml Regumate®) gegenüber einer Dosierung von 16 mg Altrenogest (4 ml Regumate®) ist eine stärkere Synchronisation des Zyklus und ein geringerer Anteil von Jungsauen mit Zysten zu verzeichnen. - Das Zeitintervall zwischen letzter Brunstsynchronisation und Brunststimulation sollte 36 bzw. 48 Stunden betragen, da hierdurch bis zu 2,5 Embryonen mehr je Tier und eine bis zu 30 % geringerer Sauenanteil mit Zysten gegenüber den Jungsauen mit einem Intervall zwischen der PMSG- und GonavetÒ-Applikation von 24 Stunden ermittelt wurde. Durch die Untersuchung des Duldungsverhaltens und des Ovulationsverlaufes der Jung- und Altsauen war eine Einschätzung der Behandlungsvarianten der Ovulationssynchronisation mit terminorientierter Besamung unter praktischen und experimentellen Bedingungen möglich. Hierbei stellte die transkutane Sonographie 2 Stunden vor der 1. Insemination und 2 Stunden nach der 2. Insemination eine zuverlässige Methode dar, den termingerechten Ovulationszeitpunkt zu überprüfen. Das Duldungsverhalten und der Ovulationsverlauf sollten immer im Zusammenhang betrachtet werden, um die aus der biotechnischen Beeinflussung resultierenden Effekte richtig einschätzen zu können. / In pig production the use of biotechnical methods to control the reproduction proces is a way to improve farm management factors and productivity. At the same time the use of hormones should be reduced to a minimum. The aim of the study was to gain further information on oestrus behaviour and the ovulation interval after different treatments of hormonally synchronized ovulation using fixed-time insemination of gilts and sows with transcutaneous sonography. The fertilization rate after the chosen treatment of synchronized sows should supply additional information for the different methods of treatment. In the first part of the study the oestrus behaviour and ovulation as well as the fertilization rate was analysed in 1742 gilts and sows on two animal farms. These farms use some of the current biotechnical treatments such as synchronization of ovulation by fixed-time insemination. Oestrus check was performed twice a daily to ascertain the time of insemination. The ovulation interval as well as the fertilization rate on the 30th day of pregnancy was determined using transcutaneous sonography on standing animals. Through using progestagene Altrenogest (Regumate®, Roussel Uclaf) all gilts of farm A underwent oestrus cycle suppression for 15 days. Oestros was induced using intramuscular PMSG injection administered in the gilts 24 hours after their last Regumate® dose and in sows after weaning. To induce ovulation, 500 IE hCG (Ekluton® 1500, Vemie Veterinär Chemie) or 25 µg of the GnRH-analogue D-Phen6-LHRH (Gonavet®, Veyx Pharma GmbH) were given corresponding to the treatments on farm A. The interval between both injections was 80 hours for gilts and 58 hours for sows. On farm B the sows were divided into two groups; sows after the first parity (primiparous sows, n = 214) and sows with more then parity 2 (parity range 3 to 11), because the biotechnical treatment on primiparous sows was modified on this farm. Induction of ovulation in gilts and primiparous sows was produced using 50 µg of GnRH-analogue Gonavet®. The sows (parity range 3 to 11) on the farm received 25 µg Gonavet® to induce ovulation. In this part of the trial the affect of different time intervals between the PMSG and Gonavet® dose was compared. The time interval was 80 or 76 hours for gilts, 58 or 54 hours for sows with more than two parities, and 72 or 68 hours for primiparous sows depending on the treatment. Two inseminations were carried in each gilt or sow out 24 and 40 hours after induction of ovulation. In the experimental part of the study oestrus behaviour, ovulation interval, and evaluation of uteri and the ovaries were analysed on 79 German Landrace gilts 10 days after the fixed-time inseminations. The gilts were divided into four groups according to the treatment methods. Three groups received a daily dose of 20 mg Altrenogest (5 ml Regumate®) over 15 days to synchronise oestrus. All three groups received 800 IE PMSG for induction of oestrus, but either 24, 36 or 48 hours after the last Regumate® dose respectively. The gilts in the fourth group were treated with a daily dose of 16 mg Altrenogest (4ml Regumate®) to suppress the oestrous cycle and were fed concentrates. The PMSG dose was given intramuscular 24 hours after the last Regumate® dose. All gilts of the experimental part of the trial received an injection with 500 IE hCG to induce ovulation 80 hours after oestrus induction. The 1st and 2nd insemination were performed 24 and 40 hours respectively after the induction of ovulation. The oestrus behaviour was examined by an oestrus check in presence of a fertile boar twice daily. The ovulation interval as well as the fertilization rate on the 30th day of conception was analysed using transcutaneous sonography on standing animals. All tested animals were slaughtered 10 days after the 1st insemination. The uteri were weighed and the embryos from the uterine horns were collected. The ovarian functional bodies were assessed and counted. In conclusion, the following results were achieved: · Investigation on the farms - GnRH-analogue D-Phen6-LHRH (Gonavet®) produced better oestrus behaviour and a stronger effect of synchronization of ovulation were observed in the gilt and sow groups on farm A compared to the use of gonadotrophin hormone hCG for induction of ovulation. Also a higher fertilization rate was achieved through administration of the GnRH-analogue. - For the gilts on farm B there was stronger oestrus behaviour, independent ovulation and a 13 % higher fertilization rate (84,1 %) from the 80 hours interval between oestrus induction and induction of ovulation compared to gilts with time interval of 76 hours. - For the sows with more than two parities and a 5 week suckling time, a greater variation of the ovulation interval and a 1 % lower fertilization rate (80,7 %) were observed when the time interval of PMSG and Gonavet® application was reduced from 58 to 54 hours. - Increasing the time interval between oestrus induction and induction of ovulation from 68 hours to 72 hours peoduced greater synchronization of ovulation and 11 % higher fertilization rate. Thus the time interval between oestrus induction and induction of ovulation for primiparous sows with a suckling time of 5 weeks on farm B should be 72 hours. · Experimental investigations on gilts - Greater synchronization of oestrous cycle and a decreased number of gilts with ovarian cysts were observed after administration of 20 mg Altrenogest (5 ml Regumate®) compared to a dose of 16 mg Altrenogest (4 ml Regumate®). - The time interval between the last oestrus synchronization and the oestrus induction should be 36 or 48 hours, because up to 2.5 embryos per gilt and up to 30 % fewer gilts with ovarian cysts were found, compared to gilts with a time interval of 24 hours. The analysis of oestrus behaviour and of ovulation interval on gilts and sows enabled an evaluation of different methods to synchronize ovulation with fixed-time insemination under practical and experimental conditions. In this study the transcutaneous sonography 2 hours before the 1st insemination and 2 hours after the 2nd insemination was a reliable method to ascertain the correct time of ovulation. Oestrus behaviour and the ovulation interval should always be used together to estimate the effects resulting from biotechnical manipulations.

In einem von der Sächsischen Aufbaubank geförderten Verbundprojekt wird ein neuartiges Ultraschall-Behandlungsgerät entwickelt, das an der Klinik für Dermatologie und Allergologie des Krankenhauses Dresden- Friedrichstadt, einem Akademischen Lehrkrankenhaus der TU Dresden, im Rahmen einer klinischen Studie getestet wird. Durch die Messung peripherer topischer Durchblutungsparameter im Wundbereich unter dem Einfluss von niederfrequentem Ultraschall soll zur Objektivierung ablaufender Gewebeprozesse beigetragen werden. Das Ultraschall- Behandlungsgerät wurde gemeinsam vom Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Dresden, dem IMM Ingenieurbüro Mittweida sowie der Smart Material GmbH Dresden entwickelt / Within the framework of a cooperative project funded by Sächsische Aufbaubank, a new kind of ultrasound therapy system is under development and is being tested in clinical trials at the Department of Dermatology and Allergology at Dresden-Friedrichstadt Hospital, a university teaching hospital of Technische Universität Dresden. The measuring of peripheral topical parameters concerning blood circulation in wound areas under the influence of low-frequency ultrasound is expected to contribute to objectification of the relevant tissue processes. The ultrasound therapy system has been jointly developed by the Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology, IMM Engineering Mittweida and Smart Material GmbH Dresden.