Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den klinischen Nutzen der Sonographie und der Magnetresonanztomographie bei intraokulären und orbitalen Erkrankungen bei Hunden und Katzen einzuschätzen und die diagnostische Wertigkeit der bildgebenden Verfahren zu analysieren. Weiterhin wurden charakteristische Befunde einzelner intraokulärer und retrobulbärer Erkrankungen in den bildgebenden Verfahren dargestellt. Die nach der Bildgebung gestellte Diagnose konnte in 67,2% der Fälle durch eine zytologische Untersuchung bestätigt werden. In den restlichen 19,7% der Fälle fand die Diagnose durch die Bildgebung im Zusammenhang mit der Anamnese, Symptomatologie und Therapie statt.

In der Diagnostik und Reparatur von hyalinem Gelenkknorpel sind neue Methoden zur Quantifizierung von Struktur und mechanischer Belastbarkeit gefragt, um die Behandlung von Knorpelschäden an Millionen von Patienten weltweit zu verbessern. Mittels hochfrequentem, fokussierten Ultraschall werden Oberflächenparameter für Reflektivität und Rauheit an Gelenkknorpel bestimmt. Es wird gezeigt wie die Oberflächenneigung kontrolliert werden kann. Die Ergebnisse vermitteln ein besseres Verständnis über die Zusammensetzung der Ultraschallsignale aus reflektierten und gestreuten Komponenten. 3D Ultraschallscans von Knorpelregeneraten erlauben die Defektstellen volumetrisch zu Quantifizieren. Die Proben wurden zusätzlich nach etablierten Bewertungssystemen benotet, welche auf makroskopischer Beurteilungen, MRT-Scans und Histologie basieren. Die ultraschallbasierten Volumendaten zeigten dabei gute Korrelationen mit den Punktwertungen. Die im Labor verwendeten Messaufbauten zur biomechanischen Charakterisierung von Gelenkknorpel können am Patienten nicht angewandt werden. Daher können Ärzte die Festigkeit von Knorpel bisher nur mittels manueller Palpation abschätzen. Diese Arbeit entwickelt eine Methode der Ultraschall-Palpation (USP), die es erlaubt, die während der manuellen Palpation erzeugte Kraft und Deformation, basierend auf Ultraschallechos, aufzunehmen. Es wurde einen Prototyp entwickelt womit gezeigt werden konnte, dass USP eine ausreichende Genauigkeit und Reproduzierbarkeit aufweist. Wiederholte Messungen können zusätzlich zeitabhängige biomechanische Parameter von Knorpel ableiten. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit verbesserte und neue Möglichkeiten zur strukturellen und biomechanischen Charakterisierung von hyalinem Gelenkknorpel bzw. den Ergebnissen von Knorpelreparatur basierend auf Ultraschalldaten. Diese Methoden haben das Potenzial die Diagnostik von Gelenkknorpel und die Quantifizierung von Knorpelreparatur zu verbessern. / In the diagnostics and repair of hyaline articular cartilage, new methods to quantify structure and mechanical capacity are required to improve the treatment of cartilage defects for millions of patients worldwide. This thesis uses high frequency focused ultrasound to derive surface parameters for reflectivity and roughness from articular cartilage. It is shown how to control the inclination dependency to gain more reliable results. Furthermore, the results provided a better understanding of the composition of ultrasonic signals from reflected and scattered components. 3D ultrasound scans of cartilage repair tissue were performed to quantify defect sites after cartilage repair volumetrically. The samples were also graded according to established scoring systems based on macroscopic evaluation, MRI scans and histology. The ultrasound-based volumetric parameters showed good correlation with these scores. Complex biomechanical measurement setups used in laboratories cannot be applied to the patient. Therefore, currently physicians have to estimate the stiffness of cartilage by means of manual palpation. In the last part of this thesis, a method denoted as ultrasound palpation is developed, which allows for measuring the applied force and strain during manual palpation in real time, solely based on the evaluation of the time of flight of ultrasound pulses. A prototype was developed and its measurement accuracy and reproducibility were characterized. It could be shown that ultrasound palpation has sufficient accuracy and reproducibility. Additionally, by repeated measurements it was possible to derive time-dependent biomechanical parameters of cartilage. In summary, this work shows improved and new possibilities for structural and biomechanical characterization of hyaline articular cartilage and the outcomes of cartilage repair based on ultrasound data. The methods have the potential to improve the diagnostics of articular cartilage and quantification of its repair.

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Testing equipment based on the propagation of elastic waves are commonly used for measuring specific material properties. As a prerequisite for accurate measurements a reliable acoustic coupling of probe and specimen is highly important. Therefore, high-resolution testing equipment is using fluids as couplant. In certain conditions, only non-contacting methods can be considered. This is the case for example, if particular high or low temperatures are present, if topographic features impede the use of ultrasonic probes, diffusion or solubility processes exist, measurements at vacuum are addressed and if high purity requirements need to be fulfilled. Hence, subject of this work is a method which offers to handle these constraints. With the emergence of modern laser systems the scientific basics for a non-contacting, laser-acoustic excitation of ultrasound were discovered. The tremendous development of commercially available laser systems during the last decade was taken as reason to investigate, to which extent former scientifically designed laboratory setups can now be merged into one single application oriented measuring system. All considerations are based on the thermoelastic excitation of ultrasound in combination with a likewise laser-based detection. By this, a self-contained measuring chain is built which combines the attributes non-destructive, non-contacting and application oriented within one ultrasonic measurement system for the first time. Thermal calculations lead to more precise equations which predict a laser-induced, local temperature rise of about 100 K. The examination of sound field simulations, as a prerequisite for the design of ultrasonic systems, identified an additional complex of problems. Although existing calculation approaches presuppose laser intensity profiles what can be described in analytical terms, real-world laser sources exhibit a complex shaped spatial distribution of laser energy. Based on a preceding CEFIT simulation, the developed CPSS method enables the calculation of the time resolved, 3D wave propagation of arbitrary shaped sources. A comparison to measured data successfully validated the results of simulation. By presenting selected scenario of measurements, the practical suitability of this non-contacting method is demonstrated. Using a transmission setup enables the characterization of open-pore ceramic coatings as well as the deduction of longitudinal and transversal speeds of sound. Equally, the imaging and estimation of the depth position of artificial defects with 0.7 mm in diameter is shown. Measurements based on a reflection setup provided evidence of a resolution limit of at least FBH = 1 mm in 4.5 mm depth. Additional examples demonstrate the ability to detect close-surface defects, the analysis of the challenging lamb waves zero-group-velocity S1 mode as well as the utilization of buried laser-acoustic sources. / Prüfsysteme, welche die Ausbreitungseigenschaften elastischer Wellen zur Ableitung spezifischer Messgrößen nutzen, sind etablierte Messverfahren. Voraussetzung für zuverlässige Ergebnisse ist stets die sichere akustische Kopplung zwischen Sensor und Material. Daher arbeiten hochauflösende Prüfsysteme mit Fluiden als Koppelmedium. Unter bestimmten Bedingungen scheiden kontaktierende Ultraschallsysteme allerdings ersatzlos aus. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Probe eine besonders niedrige oder hohe Temperatur besitzt, topografische Eigenschaften ein sicheres Ankoppeln der Kontaktprüfköpfe erschweren, Diffusionsvorgänge oder Löslichkeiten zu beachten sind, in Vakuum zu arbeiten ist oder erhöhte Reinheitsanforderungen vorliegen. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist eine Technik welche hilft, diese Einschränkungen zu umgehen. Mit dem Aufkommen der ersten Laserquellen entstanden die wissenschaftlichen Grundlagen zur kontaktlosen Anregung und Detektion von Ultraschall. Die rasante Entwicklung kommerziell verfügbarer Lasersysteme der vergangenen Dekade wurde zum Anlass genommen zu untersuchen, in wie weit sich die einst wissenschaftlich orientierte Laboraufbauten zu einem anwendungsnahen Messsystem zusammenführen lassen. Basis der Arbeiten ist die thermoelastische Anregung von Ultraschall in Kombination mit einer ebenfalls kontaktlosen Detektion. Damit entsteht eine geschlossene Messkette welche erstmals die Eigenschaften zerstörungsfrei, kontaktlos und anwendungsorientiert in einem Ultraschallmesssystem vereint. Ausgangspunkt stellt die thermische Simulation der Anregung dar. Mit Hilfe präzisierter Gleichungen wird eine lokale Erwärmung von lediglich 100 K vorausgesagt. Für die zur Auslegung eines akustischen Messsystems notwendige Schallfeldsimulation wurde eine weitere Problematik identifiziert. Während bekannte Rechenansätze stets analytisch beschreibbare Strahlprofile des Lasers voraussetzen, zeigen reale Laserquellen kompliziert gestaltete räumliche Intensitätsverteilungen. Auf Basis einer vorangestellten CEFIT-Simulation ist mit der entwickelten CPSS-Methode eine zeitdiskrete Berechnung der 3D-Wellenausbreitung beliebiger Quellgeometrien möglich. Vergleiche mit realen Messdaten bestätigen die Simulationsrechnungen. Anhand ausgewählter Messszenarien wird die Praxistauglichkeit der kontaktlosen Arbeitsweise demonstriert. Neben der Charakterisierung einer offenporigen keramischen Beschichtung erlauben Transmissionsmessungen die Berechnung der longitudinalen und transversalen Schallgeschwindigkeiten. Ebenso ist die Abbildung wie auch die Beurteilung der Tiefenlage von Referenzfehlern mit lediglich 0,7 mm Durchmesser möglich. In Reflexionsmessungen wurde eine Auflösungsgrenze von mindestens KSR = 1 mm in 4,5 mm Tiefe nachgewiesen. Weitere Beispiele zeigen die Sensitivität hinsichtlich oberflächennaher Fehler, die Auswertung der anspruchsvollen „Zero Group Velocity“ S1-Mode der Lambwelle wie auch die Nutzung eingebetteter Quellen.

"Diagnostik vergrößerter Halslymphknoten mit der farbkodierten Dopplersonographie und dem Power-Doppler nativ sowie nach Applikation eines neuen Ultraschallkontrastmittels" Halslymphknotenvergrößerungen kommen bei Patienten mit Malignomen im MKG- und HNO-Bereich einerseits als reaktive Lymphknotenveränderungen im Abflußgebiet des Primärtumors vor, andererseits können sie metastatisch befallen sein und damit die weitere Therapie und die Prognose der Patienten entscheidend beeinflussen. Mit der B-Bild-Sonographie allein wurden bislang keine eindeutigen Malignitätszeichen etabliert; mit der FKDS blieb die Darstellung der intranodalen Gefäßsituation im Verlauf der Lymphknotenmetastasierung unbefriedigend. Wir untersuchten in unserer Studie die Möglichkeiten, die sich mit der FKDS und dem Power-Doppler nativ und nach Applikation eines stabileren und lungengängigen Echosignalverstärkers für die Diagnostik malignitätsverdächtiger Halslymphknoten ergeben. 40 Patienten mit malignitätsverdächtigen Halslymphknoten (34 Patienten mit gesichertem Plattenepithelkarzinom im MKG- oder HNO-Bereich) wurden im B-Bild sowie in der FKDS und im PD vor und nach Applikation von LevovistR (Schering AG, Berlin) untersucht. Metastasen waren signifikant größer und häufiger rundlich als ovalär als reaktiv vergrößerte Lymphknoten. Korrelationen von Echogenität und Binnenstruktur mit der Lymphknotendignität ergaben sich nicht. Der Vaskularisationsgrad kann nicht zur Dignitätsfeststellung genutzt werden. Signifikante Korrelationen zeigten sich für die Vaskularisationsmorphologie und die Lymphknotendignität. FKDS und PD unterschieden sich nach KM signifikant bezüglich der Beurteilung der Vaskularisationsmorphologie. Nach KM konnten im Power-Doppler alle Lymphknoten bezüglich ihres Perfusionsmusters beurteilt werden. Die FKDS zeigte nach Kontrastmittelapplikation weniger gute Ergebnisse. Innerhalb der Diagnostik metastasenverdächtiger Lymphknoten empfehlen wir die Betrachtung von Größe und Form der Lymphknoten im B-Bild und die Beurteilung der Vaskularisationsmorphologie in der FKDS und im PD. Im Fall einer nicht detektierbaren Perfusion oder eines bei Hypovaskularisation nicht beurteilbaren Perfusionsmusters sollte die Applikation eines Echosignalverstärkers und die Darstellung mit dem PD erfolgen. / "Diagnosis of enlarged cervical lymph nodes with color Doppler sonography and power Doppler before and after application of a new ultrasonic contrast agent" Enlargement of cervical lymph nodes of patients with cancer of the head and neck region can be either caused by reactive changings in the region of the primary tumor or by metastasis. It is one of the most important factors for therapy and prognosis of those patients. Up to now definite criteria of malignancy couldn`t be established by B-mode sonography. Description of the intranodal vascular changes during the course of metastatic invasion keeps on being unsatisfactory by color Doppler ultrasound (US). In our study we examined the new perspectives in the diagnosis of suspected metastatic disease by color-coded US and power Doppler US before and after the injection of a stable echo enhancing agent capable of traversing the cardiopulmonary circulation. 40 patients with suspected cervical lymph node metastasis were examined (34 with squamous cell carcinoma) with B-mode US, color Doppler US and power Doppler US before and after the i.v. application of Levovist registered (Schering, Berlin, Germany). Lymph node metastases were significantly larger and more often roundly shaped than reactively enlarged lymph nodes. Significant correlations of echogenicity and morphologic structure could not be demonstrated. The degree of perfusion cannot be used for the differential diagnosis of lymph node enlargement. There was significant correlation between pattern of vascularization and lymph node dignity. Concerning the architecture of vascularization a significant differentiation of color Doppler US and power Doppler US could be observed. In contrast to color Doppler US, by power Doppler US it was possible to assess the perfusion of all lymph nodes after the application of Levovist registered. For the differential diagnosis of suspected cervical lymph node metastases we therefore recommend a sonographic examination of volume and shape by B-mode US and of pattern of vascularization by color Doppler US and power Doppler US. In case of no detectable perfusion or unclear pattern in hypoperfusion we propose echo-enhanced examination with power Doppler US.

Die Elastografie ist ein diagnostisches bildgebendes Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit oder Amplitude der ins Gewebe eingebrachten Scherwellen. Die Scherwellengeschwindigkeit c in der Leber ist ein Marker zur Fibrosegraduierung. Pathologische Elastizitätsveränderungen, wie sie bei der Herzinsuffizienz auftreten können mittels der Scherwellenamplitude in der Herzwand erfasst werden. Bisherige Verfahren sind durch eine geringe Eindringtiefe/Zeitauflösung limitiert. Dies erschwert die Untersuchung der Leber bei Patienten mit Adipositas oder Aszites und am Herzen. Daher wird in dieser Arbeit die zeitharmonische Vibrationen zur Anregung von Scherwellen im tiefen Gewebe mit der zeiteffizienten Ultraschallelastografie kombiniert. In der Leber wurde c als Maß für die Elastizität und die Dispersion von c als Maß für die Viskosität in 11 Probanden und 24 Patienten mit Leberzirrhose gemessen. Im Herzen wurde die Amplitude als Maß für die relative Elastizitätsänderung des Herzmuskels in Echtzeit bei 11 Probanden und einer Patientin mit Herzinsuffizienz bestimmt. In der Leber ergab sich für Probanden c=1,77(15)ms und für Patienten mit Zirrhose c=3,10(55)ms. Diese 100%ige Separation bestätigt die Stabilität und das diagnostische Potential des neuen Verfahrens. Für die Probanden ergab sich eine Abnahme der Scherwellenamplitude in der Herzwand 121(34)ms vor der Kontraktion des Herzens und ein Anstieg 56(29)ms vor der Relaxation entsprechend den isovolumetrischen Kontaktions- und Relaxationszeiten. Die zeitharmonische Ultraschallelastografie erlaubt erstmalig die Bestimmung der Scherwellengeschwindigkeit der gesamten Leber auch bei Adipositas und Aszites. Dies erweitert den Anwendungsbereich der Ultraschallelastografie in der klinischen Diagnostik wesentlich. Zudem wurde die Anspannungsänderung des Herzmuskels in vivo und in Echtzeit bestimmt. Diese neue Modalität bietet erstmalig die Möglichkeit pathologische Herzveränderungen mittels Elastografie zu diagnostizieren. / Elastography is a diagnostic imaging technology for the quantification of speed or amplitude of external induced shear waves. The shear wave speed c is used as diagnostic marker for the staging of liver fibrosis. In contrast, the shear wave amplitude in the myocardial wall is sensitive to pathologic elasticity alterations induced by cardiac insufficiency. Current methods have a less penetration depth or low spatial resolution. This limits the investigation of liver in patients with ascites or adiposity and of the heart. Therefore the time harmonic vibration, inducing shear waves in deep tissue is combined with the time efficient ultrasound elastography in this work. In the liver, c and the dispersion of c as marker for elasticity and for viscosity respectively was measured in 11 volunteers and 24 patient with cirrhosis. Relative elasticity changes of the myocardial muscle were assessed by measuring shear wave amplitude in real-time in 11 volunteers. As an outlook, one patient with diastolic dysfunction was investigated. The shear wave speed in liver is c=1.77(15)ms for the volunteers and c=3.10(55)ms for the patients with cirrhosis. The 100%age separation between both groups confirms the stability and the diagnostic potential of these new method. In volunteers the shear wave amplitude in the myocardial wall decreases by 121(34)ms prior to heart contraction and increases by 56(29)ms prior to relaxation. This times correlate to the cardiac isovolumetric contraction and relaxation times. for the first times, the new time harmonic ultrasound elastography allows the quantification of shear wave speed in the whole liver even in patients with ascites or adiposity. This extends the field of application for liver-elastography in clinical diagnostics substantially. Furthermore the tension changes in the myocardial wall can be measured in vivo and in real-time. For the first time, this new modality opens the possibility to diagnose pathological alterations by elastography.

Es wurde die Bedeutung der intravaskulären Ultraschalluntersuchung (IVUS) bei Diagnostik (1) und interventioneller Therapie (2) der koronaren Herzerkrankung am Beispiel der Transplantatvaskulopathie (TVP) untersucht. 1. Bei 321 Patienten post-HTx-Patienten ohne relevante Stenosen im Koronarangiogramm wurde eine dreidimensionale Rekonstruktion des Ramus interventricularis anterior (LAD) und des linkskoronaren Hauptstammes aus den mittles manueller Katheterrückzugstechnik aquirierten IVUS-Bildern durchgeführt und die intrakoronare Plaqueverteilung und die mittlere Plaquelast der einzelnen Koronarsegmente analysiert. Bei 296 Patienten (92%) fanden angiographisch nicht sichtbare frühe Plaquebildung. 48% dieser Patienten zeigten ein fokal,polyfokale, 52% ein diffuses Plaqueverteilungsmuster. Unabhängige Prädiktoren für das Auftreten einer diffusen TVP waren männliches Geschlecht des Empfängers, das Zeitintervall zwischen HTx und IVUS-Untersuchung (Transplantationszeit) und das Spenderalter. In beiden morphologischen Untergruppen war ein häufigere und stärkere Plaquebildung in den proximalen Koronarsegmenten nachweisbar. Ein distaler Gefäßbefall war bei diffuser Plaquebildung signifikant häufiger und zeigte eine steigende Inzidenz mit zunehmender Transplantationszeit. Somit stellt das longitudinale Plaqueverteilungsmuster und der distale Gefäßbefall einen zusätzlichen morphologischen Marker für den Schweregrad einer beginnenden Transplantatvaskulopathie dar. 2. Bei 36 post-HTx Patienten wurden 62 Stenosen prospektiv mit einer IVUS-gesteuerten, gefäßgrößen-adaptierten Stentimplantation erfolgreich versorgt. Die Stentgröße wurde dem Mittelwert aus Lumen- und Gefäßdurchmessers im proximalen Referenzsegment angepaßt. Nach Vordilatation fand sich ein Lumengewinn von 1.26± 0.16 auf 1.95 ± 0.27mm, nach abschließender Stentimplantation auf 2.94 ± 0.37mm. Nach 6 Monaten betrug die binäre In-Stent-Restenosierungsrate 21.8%, eine Re-PTCA wurde bei 10.9 % durchgeführt. / The role of intravascular ultrasound imaging in diagnosis of coronary disease (1) and guiding percutaneous coronary intervention (2) was evaluated in patients with transplant vasculopathy. 1. In 321 post-HTx-patients without angiographic evidence of coronary disease, three-dimensional intravascular ultrasound imaging of the left anterior descending coronary artery (LAD) and the left main coronary artery was performed. Intracoronary plaque distribution and plaque burden was evaluated for each coronary segment. In 296 patients (92%) angiographically silent plaque was detected by IVUS. 48% of these patients showed a focal,polyfocal and 52% a diffuse plaque distribution pattern. Independent predictors of diffuse plaque formation were male gender of the recipient, transplantation time and donor age. In both morphological subgroups of plaque distribution the incidence and magnitude of plaque formation was highest in the proximal LAD segment. Plaque formation in the distal LAD was more frequent in diffuse plaque formation and increased significantly with time after transplantation. Therefore longitudinal plaque distribution pattern and distal vessel involvment are useful additional morphological markers for staging of beginning transplant vasculopathy. 2. In 36 post-HTx-patients 62 coronary stenosis were successfully treated by vessel-size adapted stenting by use of intravascular ultrasound guidance. The stent size was adapted to the proximal reference segment´s mean of lumen/vessel diameter. After pre-dilatataion the minimal lumen diameter increased from 1.26± 0.16 to 1.95 ± 0.27mm and to 2.94 ± 0.37mm after final stent implantation. After 6 months, binary in-stent-restenosis rate was 21.8% and target vessel revascularization rate 10.9%, respectively.

Die vorliegende Arbeit untersucht einen Ultraschallarbeitsplatz hinsichtlich der Effizienz seines Arbeitsablaufs und evaluiert den möglichen Effizienzgewinn verschiedener Szenarien. Der Arbeitsplatz ist Teil des diagnostischen Funktionsbereichs der radiologischen Abteilung eines Universitätsklinikums; es werden Ärzte in der Untersuchungstechnik Sonographie ausgebildet. Drei Ultraschallgeräte in drei Untersuchungsräumen stehen zur Verfügung. Sie werden von einem Experten mit langjähriger Ultraschallerfahrung, einem erfahrenen Untersucher, einem fortgeschrittenen Untersucher und einem Anfänger bedient. Die Befunderstellung findet in einem vierten Raum statt, den sich die Ärzte mit 3 MTRA teilen, die dort administrative Aufgaben wahrnehmen (Akten-, Termin- und Filmverwaltung). Das Untersuchungsspektrum umfasst eine breite Palette von Untersuchungen der meisten Körperregionen sowohl im B-Bild-Mode als auch mit farbkodierter Dopplersonographie. Methodisch kommt die Prozesssimulation zum Einsatz, ein computergestütztes Verfahren, das Prozessabläufe unter verschiedenen Rahmenbedingungen in ihrer Dynamik evaluiert. Das zugrundeliegende Prozessmodell aus Vorgängen mit ihren Anordnungsbeziehungen, Ressourcen und Flussobjekten wird in fünf Phasen erstellt und ausgewertet. Abgewandelte Modellvarianten kommen zum Einsatz, um die unterschiedlichen Rahmenbedingungen zu repräsentieren. Neben (a) dem vorgefundenen Ausbildungsszenarium werden (b) ein Facharztszenarium, in dem ausschließlich Experten arbeiteten, (c) die beiden vorangenannten ausschließlich mit Abdomenuntersuchungen sowie (d) Ausbildungs- und Expertenszenarien mit einer digitalen Infrastruktur simuliert. Kenngrößen für die Prozesseffizienz sind Patientendurchlaufzeiten, Human- und Materialressourcenauslastung sowie Gerätetaktzeiten und Arbeitsaufwand pro Untersuchung. Zusätzlich werden Personalkosten auf Basis des Berliner Haushaltsbruttos für Mitarbeiter des öffentlichen Dienstes berechnet. Gegenüber (a) mit 4 Ärzten und 3 MTRA wurde für (b) eine Ressourcenzuteilung mit 3 Fachärzten und 2 MTRA als optimal hinsichtlich der Patientenwartezeiten sowie Gerätetaktzeit und Ressourcenauslastung ermittelt. Die Patientendurchlaufzeiten fielen in (b) kürzer aus als in (a). Trotz des höheren Arbeitsaufwands in (a) fielen die Personalkosten hier niedriger aus (-11,6 %). Für (c) wurden Bruttopersonalkosten in Höhen von durchschnittlich 32,42 Euro (Ausbildung) bzw. 32,87 Euro (Facharzt) ermittelt. Die Nettokosten beliefen sich auf 22,46 Euro bzw. 25,42 Euro. Die Vergütung der gesetzlichen Krankenkassen für eine Abdomenuntersuchung zugrunde gelegt, erreicht die beobachtete Abteilung schon für den Personaleinsatz keine Kostendeckung. Eine erhebliche Verringerung des Arbeitsaufwands insbesondere für MTRA ergab sich mit (d). Der Aufwand für administrative Tätigkeiten reduzierte sich um 89 % (Abdomenuntersuchung Facharzt), für die Gesamtuntersuchung um 41 %. Insgesamt kann der Arbeitsplatz mit einer MTRA weniger betrieben werden. Voraussetzung ist die Anpassung des Workflows an die neuen Möglichkeiten der digitalen Infrastruktur. / This paper examines an ultrasound working environment regarding the efficiency of its workflow and evaluates the possible efficiency gain of different scenarios. The working environment is part of the diagnostic division of the radiological department of a university clinic; physicians are trained in conducting ultrasound examinations. There are 3 ultrasound devices available. Examiners are: an expert with ultrasonic experience of several years, an experienced examiner, a advanced examiner and a beginner. Report generation takes place in an administrative area, which the physicians share with 3 assistant medical technicians being responsible for scheduling, documents and film administration. Examinations cover a broad range of body regions both with conventional and color duplex sonography. Computer-assisted process simulation is used to evaluate the dynamics of processes under variant conditions. The process model made of activities with their relationships, resources and flow objects is developed and evaluated in five phases. Model variations are used in order to represent different basic conditions. Apart from (A) the observed training scenario, (B) a specialist scenario, in which only experts work, (C) both the former with abdomen examinations only as well as (D) training and expert scenarios with a digital infrastructure are simulated. Characteristics for the process efficiency are patient turn-around times, human and material resources utilization as well as equipment cycle times and workload per investigation. In addition, personnel costs are computed. Unlike (A) with 4 physicians and 3 technicans, in (B) a resources allocation of 3 specialists and 2 technicians was determined as optimal regarding the patient waiting periods as well as equipment cycle time and resource utilization. The patient turn-around times turned out shorter in (B) than in (A). Despite the higher workload in (A) the personnel costs turned out lower (-11,6 %). In (C) gross personnel expenditure summed up to Euro 32.42 in average (training) and Euro 32,87 (specialist). Net costs amounted to Euro 22,46 and Euro 25,42 respectively. Considering the payments for an examination of the abdomen as granted by the compulsory health insurance fund, the observed department does not achieve cost recovery even for personnel costs. A substantial decrease of the workload for technicians resulted in scenario (D). The workload of administrative activities was reduced by 89 % (examination of the abdomen by expert), for the complete examination by 41 %. The workplace can be operated by one less technician provided that the workflow is adapted to the possibilities of a digital infrastrucutre.

Die fokale noduläre Hyperplasie (FNH) ist der zweithäufigste gutartige Lebertumor. Die sonografischen Befunde von 161 Patienten mit FNH wurden retrospektiv ausgewertet. Die FNH erschien lobuliert (94%) und scharf abgrenzbar (85%). In 96% der Fälle war ein zentraler Narbenstern nachzuweisen. Bei Verfettung des umgebenden Leberparenchyms zeigte sich die Raumforderung überwiegend reflexarm. Ein echoarmes Halo wurde in 22% beobachtet; intratumorale Verkalkungen traten in 15% der Fälle auf. Im nativen Doppler erschien die FNH zu 97% als gefäßreicher Herd. Die Tumorarterien wiesen im Mittel einen geringen Widerstand (RI 0,42+/-0,11) bei niedriger Pulsatilität auf (PI 0,57+/-0,20). Die mittlere Differenz zwischen den RI der Tumorarterien und dem der Arteria hepatica communis betrug 0,34+/-0,13. In einer weiteren Studie wurde das Verhalten von 138 FNH unter Einsatz eines Echosignalverstärkers mit der Power-Doppler-Sonographie und 2nd Harmonic Imaging untersucht. Bei 26 Läsionen war die Diagnose von vornherein gesichert, 112 wurden prospektiv als Raumforderung unklarer Dignität untersucht. Die retrospektive Untersuchung zeigte, dass ein charakteristischer Ablauf der Tumorkontrastierung auftritt. Entsprechend dem niedrigen Gefäßwiderstand begann der Mikroblaseneinstrom in die Läsion sehr frühzeitig. In der früharteriellen Phase kontrastierte sich das zuführende Gefäß mit zentrifugaler Auffüllung radspeichenartig angordneter Tumorarterien entlang der Narbensepten. In der Kapillarphase war die Läsion scharf und signalintensiv abzugrenzen. Das Kontrastierungsmaximum lag in der Portalphase. In der prospektiven Untersuchung von 112 unklaren Raumforderungen gelang die Diagnose der FNH nach diesen Kriterien in 94% der Fälle. In den übrigen 6% wurde zumindest eine bösartige Neubildung ausgeschlossen. Die FNH kann unter Einsatz eines Echosignalverstärkers sonographisch ausreichend sicher diagnostiziert werden. Beim Nachweis der kontrastspezifischen Kriterien ist die Biopsie nicht notwendig. Voraussetzung ist ein erfahrener Untersucher. Neben weit geringerer Kosten bei einfacher Handhabung und vertretbarem technischen Aufwand stellt die Vermeidung der Strahlenbelastung durch CT oder Szintigraphie einen Gewinn für die Patienten dar. Ein abwartendes Verhalten bei einer FNH ist gerechtfertigt, da tumorbedingte Beschwerden selten und Komplikationen der Neoplasie rar sind. Zusätzlich kann in der zweiten Hälfte des Lebens von einer spontanen Regression der fokalen nodulären Hyperplasien ausgegangen werden. / Focal nodular hyperplasia (FNH) is the secondmost of the benign liver tumors. The sonografic findings of 161 patients with FNH were retrospectively evaluated. The FNH appeared lobulated (94%) and sharply definable (85%). In 96% of the cases there was to be proven a central starlike scar. In case of a fatty surrounding liverparenchyma the tumor was presented reflex-poor. An echo-poor halo was observed in 22%; intratumorale calcification was present in 15%. In the native Doppler the FNH appeared hypervascular in 97%. The arteries of the tumor pointed on the average a slight resistance (RI 0,42+/-0,11) with low pulsatility (PI 0,57+/-0,20). The difference between the RI of the arteries of the tumor and that of the Arteria hepatica communis amounted 0,34+/-0,13. In a further study the behavior was examined by 138 FNH under employment of a contrastenhancer with the power Doppler sonografie and 2nd Harmonic Imaging. With 26 lesions the diagnosis was from the beginning secured, while 112 tumors of unclear dignity were examined prospektivly. The retrospective investigation showed that a characteristic operational sequence of the tumor contrasting arises. According to the low resistance the micro blister influx began into the lesion very fast. In the early arterial phase the tumor feeding artery contrasted with centrifugal filling and a spokewheel like sign along the fibrotic central scar. In the capillary phase the lesion was to be defined sharply and signal-intensively. The contrast maximum lay in the portal phase. In the prospektive investigation of 112 unclear tumors the diagnosis of the FNH succeeded according to these criteria in 94%. In the other 6% at least a malign new formation was excluded. The FNH can be diagnosed sonografically sufficient under employment of a contrastenhancer. With the proof of the contrast-specific criteria the biopsy is not necessary. An experienced examiner is necessary. Beside far smaller costs with simple handling and justifiable technical expenditure the avoidance of the radiation dose represents a profit by CT or Szintigraphie for the patients. A cautious behavior with a FNH is justified, because tumor-conditioned complaints and complications of neoplasia are rare. Further on a spontaneous involution of focal nodular hyperplasias can be proceeded in the second half of the life.

Bei der Behandlung von Tumoren und Metastasen werden neben der moderaten Hyperthermie auch minimalinvasive, thermotherapeutische Verfahren als Alternativen zur chirurgischen Resektion und / oder zur Unterstützung der Radio- und Chemotherapie angewandt, bei denen das Gewebe lokal begrenzt zur gezielten Zerstörung durch Koagulation auf Temperaturen bis zu 100 °C erhitzt wird. Dabei zeigen besonders die interstitiellen Techniken bei der Behandlung von Lebermetastasen und Prostataerkrankungen vielversprechende Ergebnisse, jedoch steht derzeit neben der Magnetresonanztomographie kein kostengünstiges, routinemäßig einsetzbares Verfahren zur nicht-invasiven on-line Therapiekontrolle zur Verfügung, so daß diese Eingriffe meist "blind", auf anatomische Normwerte und praktische Erfahrungen des Arztes gestützt, durchgeführt werden. In dieser Arbeit werden die Möglichkeiten der nicht-invasiven Ultraschall Kontrolle der Thermotherapien am Beispiel der laserinduzierten interstitiellen Thermotherapie untersucht und zwei Ultraschallverfahren zur Therapiekontrolle vorgeschlagen. Das erste Verfahren basiert auf der Auswertung von lokalen Veränderungen der Laufzeit des Schallsignals zur Ermittelung der Temperaturverteilung im Gewebe. Es beruht physikalisch auf der Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit. Das zweite Verfahren basiert physikalisch auf den Dämpfungseigenschaften von biologischem Gewebe und deren Abhängigkeit von der Gewebestruktur. Mit diesem Verfahren werden Veränderungen in der Frequenzabhängikeit der Dämpfung quantitativ ausgewertet und somit auf den Gewebezustand geschlossen. Beide Verfahren werden im Hinblick auf den klinischen Einsatz entwickelt und in ein experimentelles System zur Therapiekontrolle implementiert, wobei besonderes Augenmerk auf die Entstehung von Störungen und Artefakten durch Patientenbewegungen gelegt und eine Methode zur Kompensation dieser Bewegungen vorgestellt wird. Anhand von in vitro Experimenten und einer ersten in vivo Messung wird gezeigt, daß beide Verfahren zur Therapiekontrolle von thermischen Therapien in Echtzeit tauglich sind. Sowohl anhand von Temperaturkarten als auch anhand von Strukturkarten kann die Läsionsausbreitung während der Therapie nicht-invasiv ermittelt und dargestellt werden. / As alternatives to surgical resection and/or supportive to radio- or chemo-therapy of tumors and metastases minimal invasive thermal treatment procedures besides the moderate hyperthermia are used, by which the tissue is heated up locally to temperatures up to 100 ° C. Particularly the interstitial techniques show promising results with the treatment of liver metastases and prostate cancer. However beside nuclear magnetic resonance tomography there is no economical, by routine applicable procedure for non invasive therapy control at present disposal, so that these interventions are usually executed "blind" by means of anatomical standard values and practical experience of the physician. By the example of the laser induced interstitial thermo-therapy in this work the possibility of non invasive control of thermal therapies by means of ultrasound are evaluated. Two different ultrasonic procedures are proposed for therapy control. The first procedure is based on the analysis of local modifications in the time of flight of the ultrasound signal for determination of the temperature distribution in the tissue. It is based on the physical dependence of the sound velocity on temperature. The second procedure is based on the physical attenuation characteristics of biological tissue and their dependence on the tissue structure. With this procedure changes in the frequency dependence of the ultrasound attenuation are quantitatively analyzed yielding information on the tissue status. Both procedures are developed with regard to the clinical application and are implemented in an experimental system for therapy control, whereby special attention was given to disturbances and artifacts due to patient movement and a method for compensating these movements is presented. With in vitro experiments and a first in vivo measurement it is shown, that both procedures are feasible for real time control of thermal therapies. During the treatment the formation of the therapeutic lesion can be observed and displayed through temperature mapping as well as structural mapping.