The aim of this work was the evaluation and method optimalization for determination of sulfates in aqueous solutions with application on different kinds of waters. For determination of sulfates were used two different procedures, turbidimetric and volumetric. In turbidimetric procedure was use optimized conditions applicable determination of sulfates in range from 0 – 20 mg.l-1. For stabilization of the colloid was use glycerine, himself sulfates sedimentation is discharged in BaSO4 form. By volumetric methods are used titration on the dithizone like indicator while using Pb(NO3)2 like volumetric reagent. Other indicator bromsulfonazo III, whitch are used for determination of sulfates by the help of volumetric solutions Ba(ClO4)2 and BaCl2. All volumetric determinations proceeded in acidic medium. During research of interferences ions on the individual titraction was detected substantial effect Ca2+, Mg2+ and Fe3+, which was needing divide off on the exchanger resin. Ions aforementioned don't interfere turbidimetric determination of sulfates.

In der vorliegenden Arbeit wird die Evaluation einer neuen, softwarebasierten Volumetrie auf Basis von CT Datensätzen vorgestellt. Die experimentelle Studie findet vor dem Hintergrund der Kopf-Hals-Onkologie statt und basiert auf der zunehmend in den Vordergrund tretenden Evidenz des Tumorvolumens als prognostischer Marker für Patienten mit Kopf-, Halsmalignomen. Als eine der Methoden zur Volumetrie pathologischer Strukturen gilt die diameterbasierte Schätzung. Dem gegenüber steht die perimeterbasierte bzw. softwarebasierte Volumetrie. Diese ist zwar aufwändiger, hat jedoch den Vorteil bei irregulär begrenzten Strukturen wie beispielsweise Tumoren genauere Ergebnisse zu liefern. Ziel der Studie war es, die Genauigkeit und Grenzen der Volumetrie mittels dieser Methode zu bestimmen. Hierzu wurden Patienten, die für eine chirurgische Resektion und Neck Dissection im Rahmen ihres Kopf-Hals- Karzinoms vorgesehen waren, rekrutiert. Mehrere Lymphknoten wurden selektiert und mittels Software volumetriert. Im Anschluss an die Resektion wurden diese Lymphknoten nach dem archimedischen Prinzips vermessen. Die so gewonnenen realen Volumina wurden der perimeterbasierten und softwarebasierten Volumetrie gegenüber gestellt. Hierbei zeigte sich eine sehr gute Übereinstimmung der softwarebasierten mit den realen Volumina, wie der Pearson Korrelationskoeffizient (r=0.96) sowie die Bland-Altman Analyse zeigten. Weiterhin konnte ein minimaler Diameter von 0.95cm definiert werden, bis zu dem die softwarebasierte Volumetrie mit der momentan verfügbaren CT Bildgebung als verlässlich gelten kann.

Master’s thesis deals with thick/film sensor’s electrodes optimization. The aim of this work is to determine how the geometric size and shape of the electrodes affect the output current response. Technology and electro-analytical method is described in the theoretical part. The practical part is aimed at thick-films electrodes and sensors optimalization. It is here each optimization TLV electrodes in terms of their impact on the size of the output current response three-electrode electrochemical system using standard electrodes. Similarly, there is a study of the effect size performed on one common electrode free-electrodes sensor. Finally, there are studied various forms of electrode area three-electrode thick-film sensor in terms of their effect on the output current response. Summarized results are described in the final part of the work.

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Als Kopf der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse spielt der Hypothalamus eine Schlüsselrolle für die depressive Symptomatik und bei pathogenetischen Modellen affektiver Störungen. Für nahezu alle Ebenen dieser Hormonachse lassen sich Funktions- und Strukturveränderungen, insbesondere Volumenveränderungen bei uni- oder bipolaren affektiven Störungen nachweisen. Zum Hypothalamus existiert hingegen, neben histochemischen Analysen, nur ein explorativer post mortem Befund einer Volumenreduktion von bis zu 15.5% bei uni- oder bipolar affektiv Erkrankten. Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, Volumenveränderungen des Hypothalamus bei uni- und bipolaren affektiven Störungen in vivo nachzuweisen. Mittels der Hochfeld-MRT lässt sich der Hypothalamus seit einigen Jahren mit einer Auflösung von weniger als 1 mm detailgetreu abbil-den. Zur Beurteilung, ob diese Genauigkeit dem Studienziel gerecht wird, wird eingangs in einem vorab publizierten Literaturüberblick der aktuelle Forschungstand zu Strukturveränderungen des Hypothalamus bei uni- und bipolaren affektiven Störungen zusammengefasst und diskutiert. Die Überblicksarbeit kommt zu dem Urteil, dass auch in vivo Volumenreduktionen des Hypothalamus solcher Größenordnungen zu erwarten sind, dass sie mittels Hochfeldbildgebung nachgewiesen werden können. Zur präzisen Vermessung des Hypothalamusvolumens stellen anschließend zwei ebenfalls publizierte Methodenstudien die Entwicklung und Evaluation einer geeigneten Messmethodik anhand hochaufgelöster, T1-gewichteter 7 Tesla MRT-Aufnahmen vor. Sie umfasst eine Intensitätsstandardisierung sowie einen falschfarbengestützten Segmentierungsalgorithmus. Aufbauend auf diesen theoretischen und methodischen Vorarbeiten präsentiert die vierte publizierte Arbeit die weltweit ersten in vivo Daten zu Volumenveränderungen des Hypothalamus bei uni- und bipolaren affektiven Störungen. Im querschnittlichen Vergleich mit gesunden Probanden und unter Kontrolle des intrakraniellen Volumens und psychotroper Medikation konnten bei beiden Störungsbildern linksseitige Volumenvergrößerungen des Hypothalamus nachgewiesen werden. Diese sind möglicherweise ein strukturelles Korrelat histochemisch nachweisbarer Aktivitätssteigerungen hypothalamischer Kerngebiete. Alternativ können sie eine Aktivierung und Vermehrung der Gliazellen anzeigen. Schließlich kann eine Volumenzunahme des Hypothalamus auch auf eine Vergrößerung der Zellzwischenräume zurückgehen. Der relative Mangel an Gerüststrukturen könnte, infolge mechanischer Krafteinwirkungen bei der histologischen Gewebeaufbereitung, zu einer verstärkten Stauchung bei den Patienten führen und so den früheren, gegenteiligen post mortem Befund erklären. Zur Untersuchung der mikrostrukturellen Gewebeeigenschaften des Hypothalamus bei uni- und bipolaren affektiven Störungen soll daher in der Folge diffusionsgewichtete Bildgebung zum Einsatz kommen.:Kapitel 1 1.1 Der Hypothalamus als Vermittler zwischen Gehirn und Körper 1.2 Theoretische Einordnung und empirischer Kenntnisstand 1.2.1 Die HPA-Achse als Bindeglied zwischen Diathese und Stress. 1.2.2 Hirnstrukturelle und -funktionelle Korrelate affektiver Störungen. 1.3 Forschungsthema 1.3.1 Problemstellung. 1.3.2 Forschungsziele. 1.4 Fragestellungen und Hypothesen 1.4.1 In vivo Strukturveränderungen des Hypothalamus bei affektiven Störungen. 1.4.2 Wie gestaltet sich eine reliable Messmethode? 1.4.3 Welche Intensitätsstandardisierung optimiert die Bilddatenqualität? 1.4.4 Verringertes in vivo Hypothalamusvolumen bei affektiven Störungen. Kapitel 2 2.1 Review Artikel 2.2 Segmentierungsalgorithmus 2.3 Intensitätsstandardisierung 2.4 Patientenstudie Kapitel 3 3.1 Hauptergebnisse 3.1.1 Theoretische und methodische Vorarbeiten. 3.1.2 Patientenstudie. 3.2 Wissenschaftliche Bewertung und Einordnung der Hauptergebnisse 3.2.1 Fundierung der Hypothesen. 3.2.2 Stärken und Schwächen der Patientenstudie. 3.2.3 Bewertung der Messmethodik. 3.2.4 Inhaltliche Interpretation des explorativen Befunds. 3.2.5 Ausblick. Anhang 4.1 Literaturverzeichnis 4.2 Abkürzungsverzeichnis 4.3 Zusammenfassung 4.4 Summary 4.5 Publikationsverzeichnis 4.6 Selbsständigkeitserklärung 4.7 Nachweise über Anteile der Co-Autoren

Eine zentrale Rolle in der Pathophysiologie der affektiven Störungen nimmt der Hy-pothalamus durch Dysregulation der Hypothalamus-Hypophysen-Achse ein. Struktu-relle Alterationen in Form von Volumenänderungen waren aufgrund der beschränk-ten technischen Möglichkeiten bisher jedoch nur post-mortem, mit dem Nachteil prä-parationsbedingter Artefakte, nachweisbar. Um die Aussagekraft durch in-vivo-Unter-suchungen zu erhöhen, nutzte man den direkt angrenzenden dritten Ventrikel als In-dikator für mögliche strukturelle Änderungen des Hypothalamus. Diese Studien ba-sierten jedoch auf niedrig aufgelösten CT- und MRT-Aufnahmen und wiesen metho-dische Ungenauigkeiten auf, sodass das Ziel dieses Projektes die Entwicklung eines möglichst präzisen, dreidimensionalen, computergestützten Algorithmus zur volumet-rischen Analyse des dritten Ventrikels, basierend auf hochauflösenden 7-Tesla-MRT-Aufnahmen, war. Mithilfe dieser Methode sollte überprüft werden, ob eine volumetrische Assoziation zwischen Hypothalamus und anterioren Anteil des dritten Ventrikels nachweisbar ist und ob die Diagnose einer affektiven Störung Einfluss auf das Ventrikelvolumen hat. Es gelang mit dieser Studie nachzuweisen, dass über die Vermessung des anterio-ren Anteils des dritten Ventrikels keine Aussage zu volumetrischen Veränderungen des Hypothalamus getroffen werden können. Darüber hinaus konnte eine anteriore Ventrikelerweiterung bei männlichen Probanden mit bipolar affektiver Störung im Ver-gleich zu gesunden Kontrollen und TeilnehmerInnen mit unipolar affektiver Störung festgestellt sowie der Einfluss von Alter, psychotroper Medikation und Geschlecht auf das anteriore Ventrikelvolumen nachgewiesen werden. Eine Korrelation zu Krank-heitsdauer, -beginn, -schwere oder Anzahl der Episoden war nicht objektivierbar. Mit dieser erstmals für hochauflösende 7T-MRT-Aufnahmen entwickelten, semiauto-matischen und reliablen Segmentierungsmethode konnte der bisher vermutete volu-metrische Zusammenhang zwischen dem anterioren Anteil des dritten Ventrikels und dem Hypothalamus bei affektiven Störungen entkräftet, die Bedeutung des dritten Ventrikels bei bipolar affektiven Störungen gefestigt und eine Grundlage für weiter-führende Erforschung der Pathophysiologie und Diagnostik geschaffen werden.:ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ..................................................................................V 1. EINLEITUNG ....................................................................................................... 1 1.1 Unipolar affektive Störung ............................................................................. 1 1.2 Bipolar affektive Störung ............................................................................... 3 1.2.4 Komorbiditäten ........................................................................................ 7 1.2.5 Behandlung ............................................................................................. 8 1.2.6 Prognose................................................................................................. 8 1.3 Ätiologie affektiver Störungen ...................................................................... 10 1.4 Hirnmorphologische Korrelate ..................................................................... 21 1.5 Ventriculus tertius ........................................................................................ 24 1.6 Hypothalamus .............................................................................................. 26 2. HERLEITUNG DER HYPOTHESE .................................................................... 29 2.1 Hypothalamusvolumen und affektive Störungen ......................................... 29 2.2 Volumen des dritten Ventrikels und affektive Störungen ............................. 32 2.3 Ziel und Hypothesen der vorliegenden Arbeit .............................................. 38 3 MATERIAL UND METHODEN .......................................................................... 40 3.1 Stichprobe ................................................................................................... 40 3.2 Bildererfassung und -bearbeitung................................................................ 42 3.3 Hypothalamusvolumetrie ............................................................................. 44 3.4 Volumetrie des dritten Ventrikels ................................................................. 48 3.5 Statistische Analyse .................................................................................... 55 4. ERGEBNISSE ................................................................................................... 57 4.1 Reliabilität .................................................................................................... 58 4.2 Störvariablen ............................................................................................... 58 4.3 Volumetrische Assoziation zwischen Hypothalamus und anteriorem Anteil des dritten Ventrikels............................................................................................. 60 4.4 Subgruppenvergleich ................................................................................... 61 4.5 Korrelation mit klinischen Variablen ............................................................. 65 5. DISKUSSION .................................................................................................... 66 5.1 Diskussion der Methode .............................................................................. 66 5.2 Diskussion der Ergebnisse .......................................................................... 71 5.3 Limitationen ................................................................................................. 95 5.4 Perspektiven für zukünftige Forschungen ................................................... 96 6. ZUSAMMENFASSUNG ..................................................................................... 98 LITERATURVERZEICHNIS .......................................................................................XI TABELLENVERZEICHNIS ................................................................................. XXXIV ABBILDUNGSVERZEICHNIS...........................................................................XXXVIV ERKLÄRUNG ÜBER DIE EIGENSTÄNDIGE ABFASSUNG DER ARBEIT....... XXXVII LEBENSLAUF .................................................................................................. XXXVIII PUBLIKATIONEN ...............................................................................................XXXIX DANKSAGUNG ........................................................................................................ XL

Involviert in Netzwerke für das episodische Gedächtnis sowie als Bestandteil des Hypothalamus und des limbischen Systems stellen sich die im Zwischenhirn gelegenen Mamillarkörper als Zielstruktur im Kontext affektiver Störungen dar. Bislang waren die Mamillarkörper diesbezüglich lediglich in einer postmortem durchgeführten Studie Gegenstand der Forschung; es liegen keine Untersuchungen mit Hilfe der 7 Tesla-Magnetresonanztomografie vor. Um diese neuen Möglichkeiten der in vivo-Volumetrie im Submillimeterbereich auszuschöpfen, wurde auf Grundlage einer farbkodierten Darstellung ein detaillierter Algorithmus entwickelt, der sich als Hauptergebnis der vorliegenden Arbeit als hoch reliabel erwies. In der vorliegenden Pilotstudie wurde darüber hinaus das Mamillarkörper-Volumen von 14 Patientinnen und Patienten mit einer Bipolaren Störung und 20 gesunden Kontrollpersonen anhand von hochaufgelösten T1-gewichteten MRT-Bildern bestimmt. Ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen konnte nicht nachgewiesen werden, ebenso kein Unterschied zwischen den Geschlechtern. Es konnte gezeigt werden, dass das Volumen der Mamillarkörper signifikant invers mit dem Alter der ProbandInnen korreliert. Des Weiteren wurde eine signifikante positive Korrelation mit dem Gesamthirnvolumen der ProbandInnen festgestellt. Krankheitsschwere und Episodenzahl hingegen hatten keinen Einfluss auf das Mamillarkörper-Volumen. Die Ergebnisse dieser Pilotstudie sollten anhand einer größeren Stichprobe überprüft werden.

Quantitative magnetic resonance imaging (MRI) was used to assess global and regional cerebral volumes in patients with a clinical diagnosis of subcortical vascular dementia (VD) and Alzheimer’s disease (AD). Whole brain volume, cerebrospinal fluid volume, volumes of the temporal, frontal and parietal lobes, the cerebellum and the amygdala-hippocampus complex were determined using a personal computer-based software. Seventeen patients with VD, 22 patients with AD and 13 healthy controls were included. Analysis of covariance using age as covariate demonstrated significant mean differences between controls and dementia groups with respect to all morphological parameters. However, apart from the volume of the cerebellum no significant volumetric differences were found between VD and AD. These results indicate that MRI-based volumetry allows differentiation between AD or VD from normal controls and that measurement of cerebellar volume may be of use to separate vascular and degenerative dementia. However, since the distribution of cerebral atrophy in both dementia groups is very similar, it is suggested that the atrophic changes are not specific to the underlying cause but rather reflect the selective vulnerability of neuronal structures. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

In der vorliegenden Arbeit wird die Evaluation einer neuen, softwarebasierten Volumetrie auf Basis von CT Datensätzen vorgestellt. Die experimentelle Studie findet vor dem Hintergrund der Kopf-Hals-Onkologie statt und basiert auf der zunehmend in den Vordergrund tretenden Evidenz des Tumorvolumens als prognostischer Marker für Patienten mit Kopf-, Halsmalignomen. Als eine der Methoden zur Volumetrie pathologischer Strukturen gilt die diameterbasierte Schätzung. Dem gegenüber steht die perimeterbasierte bzw. softwarebasierte Volumetrie. Diese ist zwar aufwändiger, hat jedoch den Vorteil bei irregulär begrenzten Strukturen wie beispielsweise Tumoren genauere Ergebnisse zu liefern. Ziel der Studie war es, die Genauigkeit und Grenzen der Volumetrie mittels dieser Methode zu bestimmen. Hierzu wurden Patienten, die für eine chirurgische Resektion und Neck Dissection im Rahmen ihres Kopf-Hals- Karzinoms vorgesehen waren, rekrutiert. Mehrere Lymphknoten wurden selektiert und mittels Software volumetriert. Im Anschluss an die Resektion wurden diese Lymphknoten nach dem archimedischen Prinzips vermessen. Die so gewonnenen realen Volumina wurden der perimeterbasierten und softwarebasierten Volumetrie gegenüber gestellt. Hierbei zeigte sich eine sehr gute Übereinstimmung der softwarebasierten mit den realen Volumina, wie der Pearson Korrelationskoeffizient (r=0.96) sowie die Bland-Altman Analyse zeigten. Weiterhin konnte ein minimaler Diameter von 0.95cm definiert werden, bis zu dem die softwarebasierte Volumetrie mit der momentan verfügbaren CT Bildgebung als verlässlich gelten kann.:BIBLIOGRAPHISCHE BESCHREIBUNG .....................................................3 I. EINLEITUNG.....................................................................................4 1.1 EPIDEMIOLOGIE UND ÄTIOLOGIE .................................................. 5 1.2 DIAGNOSTIK UND STAGING .......................................................... 7 1.3 THERAPIESTRATEGIEN ..................................................................9 1.4 PANENDOSKOPIE UND DOKUMENTATION ...................................... 11 1.5 ERSTELLUNG DER 3D KOPF-, HALSDATENSÄTZE MITTELS SEGMENTIERSOFTWARE .................................................................... 12 II. PUBLIKATION .............................................................................. 14 2.1 ABSTRACT ................................................................................ 16 2.2 INTRODUCTION ......................................................................... 17 2.3 METHODS.................................................................................. 18 2.4 RESULTS................................................................................... 21 2.5 DISCUSSION ............................................................................. 23 III. NICHT VERÖFFENTLICHTE DATEN ................................................. 25 3.1 EINLEITUNG .............................................................................. 26 3.2 METHODEN ............................................................................... 26 3.3 RESULTATE ............................................................................... 27 3.4 DISKUSSION .............................................................................. 31 IV. ZUSAMMENFASSUNG.....................................................................34 V. ANLAGEN .................................................................................... 35 5.1 BIBLIOGRAPHIE......................................................................... 38 5.2 ERKLÄRUNG ÜBER DIE EIGENSTÄNDIGE ABFASSUNG DER ARBEIT ... 46 5.3LEBENSLAUF............................................................................... 47 5.4 DANKSAGUNG ............................................................................ 55

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