Zugl.: Berlin, Humboldt-Universiẗat, Diss., 2003.

München, Techn. Univ., Diss., 2004.

Freie Universiẗat, Diss., 2004--Berlin. / Dateiformat: zip, Dateien im PDF-Format.-Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2004.

Ziel dieser Studie war die Beurteilung der diagnostischen Wertigkeit der PDS bei endoprothetischen Wechseloperationen von Hüft- und Kniegelenk. Dabei stand im Vordergrund die vergleichende Betrachtung der Darstellung der periprothetischen Synovialitis mittels PDS, der histologischen Beurteilung entsprechend der Konsensus-Klassifikation nach Morawietz und der Hygiene. Ein weiterer Aspekt war die Prüfung der Reliabilität der neu etablierten Konsensus- Klassifikation nach Morawietz. Es wurden dazu 83 Patienten, 33 Männer und 50 Frauen, mit einem Durchschnittsalter von 70 Jahren (43 – 88 Jahre) jeweils vor endoprothetischer Revision mittels PDS untersucht sowie eine präoperative Labordiagnostik und intraoperative Probenentnahme zur Bestimmung der Hygiene und histologischen Beurteilung nach Morawietz durchgeführt. Es folgte ein Vergleich der PDS mit den Ergebnissen aus der Histologie und den intraoperativ gewonnenen Hygienebefunden. In dieser Studie zeigte sich keine signifikante Korrelation zwischen der PDS und den histologischen Ergebnissen. Auch konnte kein signifikanter Zusammenhang zwischen der PDS und Infektionen mit septischer Genese (intraoperativer Keimnachweis, erhöhte Entzündungsparameter) ermittelt werden. Somit erweist sich in dieser Studie, dass die PDS keinen geeigneten Beitrag im Verfahren zur präoperativen Diagnostik von endoprothetischen Revisionen liefert. Am höchsten fiel der positive Prädiktivwert in unserer Studie beim Vergleich von histologischen Ergebnissen und mikrobiologischen Ergebnissen aus. Eine Untersuchung zum Einsatz von kontrastmittel-verstärkter PDS in der Beurteilung von endoprothetischen Revisionen wäre sinnvoll. Nahezu identische Ergebnisse brachte der Vergleich unserer histopathologischen Daten der Konsensus-Klassifikation mit den von Morawietz et al. publizierten Daten. Diese Ergebnisse sprechen für eine gute Festlegung der Kriterien von Morawietz et al. und damit einer reliablen Methode zur histopathologischen Auswertung der Synovialmembran. / The aim of this study was to evaluate the diagnostic value of the PDS at endoprosthetic replacement surgery of hip and knee. The main focus was a comparative study of the representation of the periprosthetic synovitis by PDS, the histological assessment according to the consensus classification by Morawietz and hygiene. Another aspect was to examine the reliability of the newly established consensus Classification by Morawietz. We had 83 patients, 33 men and 50 women, with an average age of 70 years (43 - 88 years) examined both before endoprosthetic revision by PDS, and preoperative laboratory and diagnostic, intraoperative sampling to determine the hygienic and histological assessment conducted by Morawietz. It was followed by a comparison of PDS with the results of the histology and the intra-operatively acquired Hygiene findings. In this study we couldn't find a significant correlation between the PDS and the histological results. Also, no significant correlation between the PDS and infections with septic causes (intraoperative pathogen detection, elevated inflammatory parameters to be determined). So we found out in this study, the PDS no suitable post in the process of preoperative diagnosis of endoprosthetic revisions supplies. Most significant was the positive predictive value in our study when comparing results of histological and microbiological findings. An investigation on the use of contrast medium-enhanced PDS in the assessment revisions of total hip and knee replacement would be useful. Nearly identical results brought the comparison of our histopathological data of the consensus classification of Morawietz et al. with published data. These results indicate a good definition of the criteria by Morawietz et al. and thus a reliable method for histopathological evaluation of the synovium.

Dementia, or any form of degenerative cognitive decline, is one of the major problems in present, and even more will be in future medicine. With Alzheimer's disease (AD) being the most prevalent, Vascular Dementia is the second most entity of dementing processes in the elderly. As diagnostic criteria are still imprecise and in many cases do not embrace early stages of the disease, recent studies have proposed more detailed classifications of the newly created condition Vascular Cognitive Impairment (VCI). Of all conditions subsumed under this term, subcortical small-vessel alterations are the most common cause for cognitive decline. The diagnosis of dementia / cognitive impairment is presently often made in late stages of the disease, when therapeutical options are poor. Thus, early detection of changes of the subcortical small vessels is desirable, when there is still time to identify and aggressively treat risk factors and underlying conditions like diabetes, hyper- or hypotension, and hyperlipidemia. This study aimed to evaluate whether cTT correlates to cognitive dysfunction, i.e. if cTT is fit as an early diagnostic tool for VCI. The study cohort included 38 patients from the Neurological Clinic of the Würzburg University hospital admitted due to diagnoses other than dementia or stroke. As a result of this study it turned out that cTT is certainly capable of fulfilling the task to easily and effectively detect and evaluate possible microvascular lesions of the brain with respect to the actual clinical relevance for the patient. When compared to the other proposed diagnostic tools, neuropsychological testing and MRI, the advantages of cTT are obvious: its measurement is a low-cost and quick procedure which would spare both patients and examiners a long neuropsychological exam or complement it. cTT is safe to assess as the only possible risks derive from the use of the contrast agent, which are rare and easily manageable. It has also proven to be more accurate in showing the extent of cognitive impairment than MRI. Finally, it is widely available. The only prerequisite is an ultrasound machine capable of transcranial color-coded duplex sonography. No cost-intensive procedures like MRI are needed. So, with neuropsychological testing remaining the gold standard, cTT here proved to be a reliable alternative which is more time- and cost-effective than MRI. / Demenzen und alle anderen Formen kongnitiver Leistungseinschränkungen gehören heute zu den bedeutendsten medizinischen Herausforderungen und werden in der Zukunft noch weiter an Bedeutung gewinnen. Die häufigste der Demenzerkrankungen bei älteren Patienten ist die Alzheimer-Krankheit, gefolgt von den vaskulären Demenzen. Da die Diagnosekriterien in vielen Fällen noch unpräzise sind und vor allem frühe Stadien der Erkrankung nicht erfassen, wurden in der neueren Literatur detailliertere Untergruppen der neu eingeführten Entität „vaskuläre kognitive Funktionsstörung“ (vascular cognitive impairment, VCI) etabliert. Subkortikale Veränderungen an den kleinsten Gefäßen stellen unter allen Pathologien, die unter diesem Begriff subsumiert sind, die häufigste Ursache für kognitive Leistungseinschränkungen dar. Die Diagnose Demenz bzw. VCI wird oft erst in späten Stadien der Krankheit gestellt, wenn die therapeutischen Mittel bereits stark begrenzt sind. Deshalb wäre eine Möglichkeit zur frühen Entdeckung subkortikaler Gefäßveränderungen wünschenswert in einem Stadium der Krankheit, in dem es noch möglich ist, Risikofaktoren wie Diabetes mellitus, arterielle Hyper- und Hypotonie und Fettstoffwechselstörungen auszumachen und konseqeuent zu behandeln. Das Ziel dieser Studie war es zu untersuchen, ob cTT mit dem Ausmaß kognitiver Dysfunktion korreliert, ob also cTT als frühes diagnostisches Verfahren für vaskuläre demenzielle Prozesse geeignet ist. Die Studienpopulation umfasste 38 Patienten aus der Klinik und Poliklinik für Neurologie der Universität Würzburg. Ein Ergebnis dieser Studie ist, dass die cTT sicherlich in der Lage ist, einfach und zuverlässig mögliche mikrovaskuläre Schädigungen des Gehirns auch im Hinblick auf ihre tatsächliche klinische Relevanz zu entdecken. Im Vergleich mit anderen Diagnoseverfahren (Testpsychologie und MRT) sind die Vorteile der cTT offensichtlich: die Messung ist ein kostengünstiges und schnelles Verfahren, das sowohl Patienten als auch Untersuchern eine langwierige neuropsychologische Untersuchung erspart. Die Messung der cTT ist ein sicheres Verfahren, da die wenigen aus der Anwendung des Kontrastmittels sich ergebenden Risiken selten und gegebenenfalls leicht behandelbar sind. Zudem erwies sich die cTT als präziser bei der Aufgabe, das Ausmaß kognitiver Dysfunktion zu messen, als es die MRT vermochte. Zuletzt ist die cTT auch flächendeckend verfügbar. Die einzige Voraussetzung ist ein Duplex-fähiges Ultraschallgerät. Kostenintesive Untersuchungen wie die MRT können vermieden werden. Wenn auch die Testpsychologie der Goldstandard bleiben wird, erwies sich die cTT als zuverlässige Alternative die im Vergleich zur MRT sowohl Zeit als auch Kosten spart.

Vom Deletionssyndrom 22q11.2 Betroffene sind einem überdurchschnittlich hohen Risiko ausgesetzt im Entwicklungsverlauf psychisch zu erkranken. Häufige Störungsbilder sind unter anderem ADHS, Angsterkrankungen, affektive Störungen, Erkrankungen aus dem schizophrenen Formenkreis und Morbus Parkinson. Ziel der Studie war es, phänotypische Auffälligkeiten beim DS22q11 zu identifizieren, die dabei helfen könnten, Hochrisikogruppen innerhalb des Syndroms frühzeitig identifizieren zu können und in Form von Biomarkern messbar sind. Hierzu wurden die bereits in Forschung und teilweise auch in der Klinik etablierten Verfahren der transkraniellen Sonographie und der standardisierten Riechtestung eingesetzt. / Individuals affected with 22q11.2 Deletion Syndrome (22q11.2DS) are at an above average risk to develop neuropsychiatric disorders (such as attention-deficit/hyperactivity disorder, anxiety disorders, affective disorders, schizophrenia and Parkinson's disease). The aim of this study is to identify phenotypical characteristics in 22q11.2DS to help point out high-risk groups within the syndrome and then be measured as biomarkers. To achieve this, we performed transcranial sonography and olfactory testing which are known to be established clinical and research methods.

Der vorliegende Beitrag betrachtet die Entwicklung der Sonografie und erläutert die heutigen technischen Verfahren sowie deren Anwendung. Die Geschichte der Erkennung des physikalischen Phänomens Schall geht zwar bis in die Antike zurück, die Nutzung zur medizinischen Diagnostik begann jedoch erst in der Mitte des vorigen Jahrhunderts. Die Ultraschalldiagnostik ist ein heute aus dem klinischen Alltag nicht mehr wegzudenkendes nicht-invasives Verfahren zur Überwachung der normalen und gestörten Schwangerschaft. Bereits 1979 wurde das Verfahren in die Routinediagnostik im Rahmen der Schwangerenbetreuung eingeführt. Die technische Entwicklung hat zu einer erheblichen Verbesserung in der Bildqualität und damit zur besseren Erkennbarkeit des Fetus, seiner Plazenta und Hüllen geführt. / The following contribution serves as an introduction to the history of ultrasonography and explains both the current technical methods and their application. First knowledge of the phenomenon of sonic waves can be traced back to ancient times. Its utilisation in medical diagnosis, however, did not start until the middle of the last century. In daily medical routine, one cannot today imagine life without the non-invasive method of ultrasonic diagnostics for the monitoring of regular and abnormal pregnancies. The method was already introduced into routine pregnancy observation in 1979. Technical innovation has remarkably improved image processing, accompanied by unprecedented progress in visualisation of the foetus, its placenta and the amnion membranes.

Hintergrund: Bei erwachsenen Patient*innen mit Erkrankungen aus dem Schizophrenie-Spektrum konnte im transkraniellen Ultraschall im Vergleich zu gesunden Proband*innen eine signifikant erhöhte Echogenität der Substantia Nigra (SN) nachgewiesen werden. Zudem bestand ein Zusammenhang zwischen der SN-Fläche und stärker ausgeprägten extrapyramidalmotorischen Bewegungsstörungen unter Antipsychotikatherapie. In der vorliegenden Arbeit wurde überprüft, inwiefern die Echogenität der SN auch bei Jugendlichen und jungen Erwachsenen als Biomarker für Erkrankungen aus dem psychotischen Formenkreis und als Korrelat psychopharmakologischer Nebenwirkungen herangezogen werden kann. Des Weiteren wurde der Einfluss von Alter, Krankheitsdauer sowie Antipsychotika-Lebenszeitdosis auf die SN-Echogenität untersucht sowie Zusammenhänge mit peripheren Eisenparametern. Methoden: Hierfür wurden insgesamt 16 stationär behandelte Patient*innen zwischen 14 – 22 Jahren mit Erkrankungen aus dem schizophrenen Formenkreis sowie nach Alter und Geschlecht gematchte gesunde Kontrollen mittels TCS untersucht. Aus peripher entnommenem Blut wurden Parameter des Eisenhaushalts bestimmt. Ergebnisse: Es konnten entgegen der Hypothese keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf die Echogenität der SN im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe festgestellt werden. Bezüglich der Schwere der beobachteten EPMS ergab sich entgegen der Hypothese und im Kontrast zu Befunden bei Erwachsenen kein Zusammenhang mit der SN-Echogenität. Das Alter der Proband*innen, die Krankheitsdauer sowie die Dosis der eingenommenen Antipsychotika zeigten keine Zusammenhänge mit der SN-Echogenität. Interessanterweise zeigte sich eine signifikant negative Korrelation zwischen der echogenen Fläche der SN und Eisen sowie Transferrin. Schlussfolgerung: Im Jugend- und jungen Erwachsenenalter eignet sich die SN-Echogenität vermutlich nicht als Biomarker für Erkrankungen aus dem Schizophrenie-Spektrum oder für die Prädiktion von Nebenwirkungen antipsychotischer Medikation. Möglicherweise manifestiert sich eine erhöhte Echogenität der SN, welche als Zeichen für eine Schädigung der dopaminergen Neurone gesehen wird, bei schizophrenen Psychosen erst im Verlauf der Krankheit. Da wir die Studienteilnehmer*innen nur zu einem einzigen Zeitpunkt im Laufe ihrer Krankheitsgeschichte untersuchten, kann keine Aussage über den weiteren Verlauf der SN-Echogenität getroffen werden. Hierfür wären longitudinale Untersuchungen zielführend, da nur so mögliche entwicklungsbedingte Veränderungen festgestellt werden können. / Background: Adult patients with schizophrenic spectrum disorders showed a significantly larger mean echogenic area of the subtantia nigra (SN) in transcranial sonography compared to healthy controls. Also, patients showing larger echogenic SN developed more severe neuroleptic-induced extrapyramidal side-effects. In this study, we examined if SN echogenicity can function as a biomarker for schizophrenic spectrum disorders and as a predictor of neuroleptic-induced extrapyramidal side-effects in adolescents and young adults. Furthermore, we investigated the correlation of age, disease duration, lifetime neuroleptic dose and iron parameters with SN echogenicity. Methods: 16 hospitalized patients who had been diagnosed with schizophrenic spectrum disorders and 16 healthy controls between the ages of 14 – 22 years were examined via transcranial sonography. We also assessed the concentration of iron parameters in peripheral blood samples. Results: In contradiction to our hypothesis, no significant differences regarding SN echogenicity could be found when comparing the two groups. There also was no correlation of severity of extrapyramidal side-effects, age, disease duration or lifetime neuroleptic dose with echogenicity of the SN. Interestingly, we found a significant negative correlation of SN echogenicity with serum iron as well as serum transferrin levels. Conclusion: SN echogenicity apparently cannot be used as a biomarker for schizophrenic spectrum disorders or a predictor of neuroleptic-induced extrapyramidal side-effects in adolescents and young adults. Increased SN echogenicity, which is assumed to be an indicator of nigrostriatal injury, presumably evolves much later in the course of schizophrenic disorders. As our probands underwent examination only once in the course of their disease, we cannot draw conclusions regarding the development of SN echogenicity. Longitudinal studies are needed to shed more light on possible developmental changes in this regard.

Einleitung: Ultraschall wird seit mehr als 50 Jahren in der Medizin eingesetzt und ist mittlerweile ein unverzichtbares diagnostisches Verfahren, es erlaubt eine nicht-invasive Darstellung der Morphologie und Funktion von Organen in Echtzeit. In der Kleintierbildgebung dominieren bisher zur morphologischen Bildgebung Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRT). Daher wurde in der vorliegenden Arbeit die Idee entwickelt, die morphologischen Informationen des 3D-Ultraschalls (3D-US) für Untersuchungen an Kleintieren zu verwenden, außerdem sollten Methoden zur multimodalen Bildgebung und Bildfusion von 3D-US und Kleintier-Positronenemissionstomographie (PET) entwickelt werden. Der Vorteil des Ultraschalls gegenüber dem Kleintier-CT liegt in der fehlenden Strahlenbelastung und der guten Verfügbarkeit, was besonders für Verlaufsstudien von Interesse ist. Methoden und Ergebnisse: Zur Bildoptimierung wurde ein Fadenphantom entwickelt, welches aufgrund der feinen Strukturen die qualitative als auch quantitative Bestimmung der Auflösung ermöglicht. Die Vorarbeiten am Fadenphantom konnten exzellent die Probleme des 3D-Ultraschalls mit der achsenabhängigen Auflösung zeigen und ermöglichten eine schnelle Beurteilung der Bildqualität. Hier bestehen Einsatzmöglichkeiten in der Bewertung verschiedener Ultraschallgeräte bezüglich der Tauglichkeit für 3D-Datenaquisition. Zur reproduzierbaren Lagerung von Mäusen wurde eine Schallkopfführung ein sowohl für 3D-US als auch Kleintier-PET kompatibler Tierhalter entwickelt. Die Maus lag zur Untersuchung im angewärmten Wasserbad auf dem Tierhalter fixiert, mit Inhalationsanästhesie und Sauerstoff über eine Atemmaske versorgt. Der Zeitaufwand für eine 3D-US-Untersuchung betrug für die Akquisition etwa eine Minute. Die generierten Ultraschalldatensätze waren von guter Qualität, Strukturen wie Leber, Nieren, Blase, Wirbelsäule und Lunge konnten selbst bei kleinen Mäusen von unter 20 Gramm Körpergewicht gut dargestellt werden. Zur Validierung des 3D-Ultraschalls wurde das Volumen verschiedener Organe und Tumore bestimmt und mit dem Goldstandard verglichen. Um die Koregistrierung mit der Kleintier-PET zu ermöglichen, wurden auf dem Tierhalter drei „fiducial markers“ angebracht, die Position und Orientierung eindeutig definieren. Die Kleintier-PET-Untersuchungen wurden nach standardisierten Protokollen durchgeführt. Die anschließende Bildfusion erfolgte mittels der frei verfügbaren Software "Amide". Diskussion: Mit dem in dieser Arbeit beschriebenen Verfahren ist eine standardisierte Gewinnung von 3D-US-Datensätzen an Kleintieren möglich; zusätzlich konnte die Machbarkeit der Bildfusion mit PET-Datensätzen gezeigt werden. Der Einsatz des 3D-Ultraschalls in longitudinalen Studien, zum Beispiel zur Beurteilung der Tumorprogression, ist vorstellbar. Die Zuverlässigkeit der volumetrischen Berechnungen ist für größere Organvolumina gut, bei kleineren Volumina besteht noch Optimierungsbedarf. Weitere Verbesserungen könnten durch den Einsatz von speziellen Schallköpfen und höheren Schallfrequenzen erzielt werden. / Introduction: Ultrasound has been used for more than 50 years in medicine and has become a indispensable diagnostic tool, it allows a non-invasive imaging of the morphology and function of organs in real time. Small animal morphological imaging is now dominated by CT and MRI. For present study the idea to use morphological information of the 3D-ultrasound for examination of small animals was developed, these data should be used for image fusion of 3D ultrasound and small-animal PET. The advantage of ultrasound compared to the small-animal CT is the lack of radiation exposure and the good availability, which is especially for longitudinal studies of interest. Methods and Results: For image enhancement, a thread phantom was developed, fine structures facilitate qualitative and quantitative analysis of spatial resolution. Preliminary work on the thread phantom was excellent for investigate problems of 3D ultrasound with the axis-dependent resolution. There are potential applications for evaluating different ultrasonic devices in their suitability for 3D data acquisition. For the reproducible bedding of mice a guide bar for ultrasound transducer and a compatible holder for 3D-US and PET was developed. The mouse was bedded in the heated water bath fixed to the holder, applied inhalation anesthesia and oxygen through a breathing mask. The time required for a 3D ultrasound examination was for the acquisition of about one minute. The generated ultrasound data sets were of good quality, structures such as liver, kidney, bladder, spine and lungs were even in the case of small mice of 20 gram well represented. For validation of the 3D ultrasound volumes of various organs and tumors were determined and compared with gold standard. To allow coregistration with the microPET, three "fiducial markers" were attached to define the position and orientation. PET studies were performed according to standardized protocols. The subsequent image fusion was performed using the software "amide”. Discussion: In this study a standardized procedure for 3D-US of small animals was developed, in addition, the feasibility of image fusion with PET data sets was shown. The use of 3D ultrasound in longitudinal studies, for example, to assess tumor progression, is conceivable. The reliability of the volumetric calculations is good for large organ volumes, with smaller volumes, there is still need for improvement. Further improvements could be achieved through the use of special transducers and higher ultrasound frequencies.

Der vorliegende Beitrag betrachtet die Entwicklung der Sonografie und erläutert die heutigen technischen Verfahren sowie deren Anwendung. Die Geschichte der Erkennung des physikalischen Phänomens Schall geht zwar bis in die Antike zurück, die Nutzung zur medizinischen Diagnostik begann jedoch erst in der Mitte des vorigen Jahrhunderts. Die Ultraschalldiagnostik ist ein heute aus dem klinischen Alltag nicht mehr wegzudenkendes nicht-invasives Verfahren zur Überwachung der normalen und gestörten Schwangerschaft. Bereits 1979 wurde das Verfahren in die Routinediagnostik im Rahmen der Schwangerenbetreuung eingeführt. Die technische Entwicklung hat zu einer erheblichen Verbesserung in der Bildqualität und damit zur besseren Erkennbarkeit des Fetus, seiner Plazenta und Hüllen geführt. / The following contribution serves as an introduction to the history of ultrasonography and explains both the current technical methods and their application. First knowledge of the phenomenon of sonic waves can be traced back to ancient times. Its utilisation in medical diagnosis, however, did not start until the middle of the last century. In daily medical routine, one cannot today imagine life without the non-invasive method of ultrasonic diagnostics for the monitoring of regular and abnormal pregnancies. The method was already introduced into routine pregnancy observation in 1979. Technical innovation has remarkably improved image processing, accompanied by unprecedented progress in visualisation of the foetus, its placenta and the amnion membranes.