Der Einsatz von Fasergefügen und insbesondere von Papier geht heute über dessen ursprüngliches Anwendungsgebiet als Informationsträger weit hinaus. Mit alternativen und neuen Aufgabenfeldern des Papiers kommen auch weitere, qualitative Anforderungen hinzu, welche es während der Herstellung, Weiterverarbeitung und Nutzung erfüllen muss. In der Vergangenheit stand verstärkt z.B. die Verbesserung der statischen und dynamischen Festigkeitseigenschaften im Vordergrund. Für viele Anwendungsfälle spielt jedoch auch die Dehnung eine entscheidende Rolle. Beispiele sind Sackpapier oder Elektroisolationspapier. Darum verfolgt diese Arbeit das Ziel, systematisch und anhand eines neuen Dehnungsmodells, qualitativ und quantitativ die Einflüsse der Faser- und Gefügeeigenschaften anhand ausgewählter Prozessbedingungen auf das Kraft-Dehnungsverhalten, aber insbesondere auf dessen Dehnung zu untersuchen. Des Weiteren wurde eine Methode entwickelt, mit der es unter Nutzung eines Röntgen-Computertomographen möglich ist, weitere Gefügeparameter, auch während einer semi-dynamischen Zugprüfung in-situ zu ermitteln. Für die Bewertung der Fasereigenschaften wurden vier Faserstoffe ausgewählt. Zum Einsatz kam ein ungebleichter Nadelholzsulfatzellstoff (UKP), ein gebleichter Eukalyptuszellstoff, Baumwolllinters und Tencel, eine synthetische Cellulosefaser. Diese Faserstoffe sind chemisch und morphologisch analysiert worden, bevor sie sowohl überwiegend fibrillierend als auch überwiegend kürzend in einem Refiner gemahlen wurden. Nach unterschiedlich hohem Eintrag an massenspezifischer Mahlarbeit in den Faserstoff wurden aus der Suspension Papiermuster gebildet, schrumpfungsbehindert getrocknet und charakterisiert. Durch die Mahlung der Faserstoffe erfolgte eine Reduktion deren mittlerer längengewichteter Faserkonturlänge, der Feinstoffanteil konnte gesteigert werden und das Wasserrückhaltevermögen nahm zu. Es konnte ein unterschiedliches Verhalten der Entwicklung des Wasserrückhaltevermögens zwischen dem ungebleichten Nadelholzsulfatzellstoff und dem gebleichten Eukalyptus gegenüber den Baumwolllinters und den Tencelfasern gefunden werden. Das Wasserrückhaltevermögen von Baumwolllinters und den Tencelfasern blieb, unabhängig von der Mahlstrategie, fast bis zum maximalen Eintrag an massenspezifischer Mahlarbeit von ca. 770 kWh/t unbeeinflusst. Mit den erhaltenen Kraft-Dehnungsdiagrammen der Papiermuster, welche durch eine uniaxiale Zugprüfung mit konstanter Dehnungsgeschwindigkeit messtechnisch erfasst wurden, konnte durch eine Kurveneinpassung mit dem entwickelten Dehnungsmodell das jeweilige Kraft-Dehnungsverhalten mathematisch nachgebildet werden. Dieser neue Modellansatz wurde gewählt, nachdem die Auswertung des Ansatzes von Paetow [77;78;79;90] zu große Abweichungen bei bestimmten Papiermustern aufzeigte. Dies ermöglichte die quantitative Auswertung relevanter Parameter der Kraft-Dehnungskurven. Dabei wurden der Elastizitätsmodul, die Reißlänge und die Dehnung bei maximaler Reißlänge bewertet. Eine sehr hohe Reißlänge konnte mit einem fibrillierend gemahlenem, ungebleichtem Nadelholzsulfatzellstoff und eine hohe Dehnung mit einem, ebenfalls fibrillierend gemahlenem Eukalyptuszellstoff erreicht werden. Des Weiteren sind die Reißlänge am Übergang von einem initial linearen in den nicht-linearen Kurventeil, ein Abknickfaktor sowie der weitere Kurvenverlauf nach dem nicht-linearen Bereich, bis zur maximalen Reißlänge des Gefüges bewertet worden. Der letzte Kurvenbereich wurde entweder durch den weiteren, nicht-linearen Verlauf oder durch einen sekundären Linearbereich charakterisiert. Der von Seth und Page [22] dargestellte Einfluss der Faserstoffmahlung auf den Verlauf der Kraft-Dehnungskurve von Papier konnte nicht nachgebildet werden. Dies zeigte auch, dass die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse durch eine Korrektur des Elastizitätsmoduls mit den Kraft-Dehnungskurven nicht mit den Ergebnissen aus [22] übereinstimmen. Die Faserstoffmahlung hat demnach nicht nur einen Einfluss auf die maximal erreichbare Reißlänge und Dehnung, sondern beeinflusst auch den qualitativen Verlauf der Kraft-Dehnungskurve von Papier. Es konnten keine individuellen Einflussgröße der Fasermorphologie und der Prozessparameter auf die Dehnung oder das Kraft-Dehnungsverhalten festgestellt werden, da sich die meisten dieser Eigenschaften direkt mit der eingebrachten, massenspezifischen Mahlarbeit verändern, die Papierdehnung jedoch schon nach Erreichen einer moderaten massenspezifischen Mahlarbeit von ca. 100 – 200 kWh/t nicht weiter steigern ließ. Für eine weitere Bewertung der Einflüsse auf das Kraft-Dehnungsverhalten von Papier wurden Messwerte aus [143] analysiert. Dabei zeigte sich, dass ein Anstieg an Fasern mit einer hohen Faserkräuselung die Reißlänge des Papiers sowie den Elastizitätsmodul signifikant reduziert. Die Reißlänge am Kurvenübergang vom initial linearen in den nicht-linearen Teil bleibt dabei jedoch konstant. Ein anderes Verhalten, welches mit den Ergebnissen von Seth und Page [22] sowie Lowe [12] übereinstimmt, ist die Auswirkung eines kationischen Additivs wie z.B. Stärke auf die Entwicklung des Kraft-Dehnungsverhaltens. Es konnte nachgewiesen werden, dass das Additiv keinerlei Einfluss auf den initial linearen sowie den nicht-linearen Teil der Kraft-Dehnungskurve hat, sondern nur den sekundären, linearen Kurvenbereich in Abhängigkeit der Dosiermenge beeinflusst. Dabei wurde die Steigung im sekundären Linearbereich bestimmt. Dieses Verhalten führte zu einer Erweiterung der Theorie von Kallmes [82], welcher nach einem Anstieg der Festigkeit und der Dehnung, ab einer kritischen, relativen Bindungsfläche nur noch einen Anstieg der Festigkeit vorhersagte, jedoch nicht mehr der Dehnung. Auf Grund der in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse müssen drei Fälle der Entwicklung des Kraft-Dehnungsverhaltens von Fasergefügen unterschieden werden, welche primär von der Homogenität der Spannungsverteilung im Fasergefüge abhängig sind und z.B. durch die Faserkräuselung oder Blattformation beeinflusst werden kann. Diese neue Ansicht basiert auf dem Verhältnis zwischen der Bindungsenergie der Faser-Faserbindung und dem formbasierten sowie dem längenbasierten Arbeitsaufnahmevermögen der Fasern. Der erste Fall der Gefügedehnung beschreibt das Verhalten, wenn die Bindungsenergie geringer ist als das formbasierte Arbeitsaufnahmevermögen. Dies führt zu einem Auseinandergleiten des Fasergefüges. Dieses Verhalten konnte mit der Analyse von Papierproben aus Linters im Röntgen-Computertomograph qualitativ nachgewiesen werden. Steigt die Bindungsenergie an, wie es der zweite Fall voraussetzt, kann das formbasierte Arbeitsvermögen der Fasern überwunden werden und steht als Dehnvermögen zur Verfügung. Um auch, wie es der dritte Fall beschreibt, das längenbasierte Dehnvermögen der Fasern nutzen zu können, muss die Bindungsenergie zusätzlich durch z.B. ein Additiv oder hohe Drücke in einer Nasspresse weiter steigen. Die erweiterte Theorie bildet nun das gesamte Kraft-Dehnungsverhalten von Fasergefügen ab und muss in weiteren Arbeiten zur Papieranalyse verifiziert werden. Eine wertvolle Ergänzung der zu ermittelnden Gefügeparameter kann durch die entwickelte Methode mit der Röntgen-Computertomographie geleistet werden.

Background: Whole-body Computed Tomography (CT) scan today is considered a crucial imaging technique in the diagnostic work-up of polytrauma patients implicating a potential survival benefit. Apart from prompt identification of life threatening injuries this imaging technique provides an additional benefit by diagnosing incidental non-trauma associated medical diseases. These incidental findings might be also life threatening and warrant urgent therapy. The downside of whole-body CT is a relatively high radiation exposure that might result in an increased life time cancer risk. The aim of this study was to investigate the frequency and type of non trauma associated incidental medical findings in relation to patient age and potential clinical relevance. Methods: Between January 1st 2011 and December 15th 2012, a total of 704 trauma patients were referred to our hospital’s emergency room that triggered trauma room alarm according to our trauma mechanism criteria. Of these 534 (75.8%) received a whole-body CT according to our dedicated multiple trauma protocol. Incidental Findings (IF) were assigned in three groups according to their clinical relevance. Category 1: IF with high medical relevance (urgent life threatening conditions, unless treated) needing early investigations and intervention prior to or shortly after hospital discharge. Category 2: IF with intermediate or low medical relevance, warranting further investigations. Category 3: IF without clinical relevance. Results: Overall 231 IFs (43.3%) were identified, 36 (6.7%) patients had IFs with a high clinical relevance, 48 (9.0%) with a moderate or minor clinical relevance and 147 (27.5%) with no clinical relevance. The distribution of incidental findings with high or moderate relevance according to age showed an incidence of 2.6%, 6.6% and 8.8% for patients younger than 40 years, 40 to 60 years and older than 60 years, respectively. Conclusion: Whole-body CT scans of trauma patients demonstrate a high rate of incidental findings. Potentially life-threatening, medical findings were found in approximately every 15th patient, predominantly aged over 40 years and presenting with minor to moderate injuries and an Injury Severity Score (ISS) of 10 or less.

Quantitative computertomographische Studie zu den pulmonalen Auswirkungen intramuskulär applizierten Xylazins beim Schaf Einleitung. α2-Agonisten wie z.B. Xylazin werden in der veterinärmedizinischen Praxis häufig zur Se-dierung eingesetzt. Dabei ist für das Schaf eine besonders ausgeprägte Sensibilität gegenüber Xylazin nachgewiesen. Bisher nur unzureichend untersucht wurde der Einfluss der Applikationsform des α2-Agonisten Xylazin (intravenöse versus intramuskuläre Injektion) auf den Ausprägungsgrad der entste-henden Lungenveränderungen. Ziele der Untersuchungen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Xylazin-induzierten pulmonalen Reaktionen nach intramuskulärer Applikation zu quantifizieren und mit den Auswirkungen einer intrave-nösen Gabe beim Schaf zu vergleichen. Um wissenschaftlich konsequent zu arbeiten, wurde weiterhin die Wirkung der in Xylazin-Präparaten enthaltenen sonstigen Bestandteile untersucht. Material und Methode. Als Studientiere wurden sieben weibliche Schafe der Rasse Merinoland zwei-malig in einem Abstand von acht Wochen untersucht. Bei diesen Tieren handelte es sich um die Scha-fe, welche in einem vorausgegangenen Projekt zu den pulmonalen Wirkungen von intravenös appliziertem Xylazin in identischer Dosierung am deutlichsten reagiert hatten. Nach Prämedikation der Tiere mit Midazolam (0,25 mg/kg KM) und Sufentanil (0,6 µg/kg KM) wurde die Narkose mit Propofol aufrechterhalten (5-10 mg/kg KM/h). Nach abgeschlossener Instrumentierung wurden die Schafe in Rückenlage im Computertomographen positioniert und mit einer inspiratorischen Sauerstoffkonzentration von 100 Vol.-% beatmet. Zur Reduktion lagerungsbedingter Atelektasen wurde vor Versuchsbeginn ein Recruit¬ment¬ma¬nö¬ver (druckkontrollierte Beatmung, inspiratorischer Spitzendruck 60 cmH2O, PEEP 40 cmH2O, Atemfrequenz 10/min, Dauer zwei Minuten) durchgeführt. Nach abgeschlossenem Recruitmentmanöver wurden die Schafe bis zum Ende des Versuchsabschnittes volumenkontrolliert beatmet (Atemzugvolumen 8 ml/kg KM, PEEP 10 cmH2O, Adjustierung der Atemfrequenz, Ziel endexspiratorische Kohlendioxidkonzentration etwa 4,5 Vol.-%). Im Versuchsabschnitt „i.m.“ wurde Xylazin intramuskulär in einer Dosierung von 0,3 mg/kg KM injiziert. 10 Minuten vor sowie 5, 15, 30 und 60 Minuten nach der Xylazin-Injektion wurden computertomographische Untersuchungen des Thorax durchgeführt. Im Versuchsabschnitt „Vehikel“ wurde den Schafen eine dem verwendeten Xylazin-Präparat analoge, jedoch Xylazin-freie Lösung intravenös appliziert (enthält 1 mg/ml des Konservierungsstoffs Methyl-para-hydroxybenzoat). Als Dosis wurde eine der Xylazin-Gabe entsprechende Dosis von 0,015 ml/kg KM gewählt. Zusätzlich wurde 45 Minuten nach Versuchsbeginn Xylazin® 2 % in einer Dosis von 0,3 mg/kg KM intravenös injiziert. Die computertomographischen Untersuchungen wurden 10 Minuten vor sowie 5, 15, 30 Minuten nach erfolgter Injektion des Vehikel-Präparates und 5 Minuten nach erfolgter Injektion von Xylazin® durchgeführt. Unter Anwendung der Extrapolationsmethode wurden mit der quantitativen computertomographischen Analyse jeweils das totale Lungenvolumen (Vtot), das totale Lungengewicht (Mtot) und der Anteil der nicht belüfteten Lungenmasse (% Mnon) bestimmt. Dabei galt ein Abfall im totalen Lungenvolumen als Nachweis für Atelektasen, ein Anstieg im totalen Lungengewicht war gleichbedeutend mit der Entstehung eines Lungenödems. Als klinisch relevant galt eine Zunahme der totalen Lungenmasse um 100 g. In beiden Versuchsabschnitten wurden mittels arterieller Blutgasanalysen zusätzlich der arterielle Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxidpartialdruck (PaO2, PaCO2) erfasst. Ergebnisse. Vor der intramuskulären Xylazin-Gabe wurden folgende Medianwerte ermittelt: Vtot: 4220 ml, Mtot: 1280 g, % Mnon: 3 %, PaO2: 443 mmHg, PaCO2: 48 mmHg. Nach intramuskulärer Xylazin-Injektion zeigten sich die nachfolgenden statistisch signifikanten Maximaländerungen: Vtot-Abfall: 516 ml (Interquartilbereich 408-607), Mtot bzw. % Mnon-Zunahme: 108 g (Interquartilbereich 70-140) bzw. 15 % (Interquartilbereich 8-24) PaO2-Abfall: 280 mmHg (Interquartilbereich 200-346), PaCO2-Anstieg: 17 mmHg (Interquartilbereich 7-27). Die intramuskuläre Gabe von Xylazin verursachte im Vergleich zur intravenösen tendenziell, aber statistisch nicht signifikant, geringere Abnahmen im totalen Lungenvolumen sowie eine tendenziell, aber statistisch nicht signifikant geringere Zunahme im Anteil der nicht belüfteten Lungenmasse. Des Weiteren konnte ein statistisch signifikant geringerer Abfall im arteriellen Sauerstoffpartialdruck bei intramuskulär erfolgter Injektion nachgewiesen werden. Die Xylazin-induzierte Hypoxämie erreichte unter Beatmung mit 100 Vol.-% Sauerstoff auch nach intramuskulärer Gabe des α2-Agonisten im Mittel einen moderaten Ausprägungsgrad, wobei 50 % der Studientiere sogar eine schwere Belüftungsstörung zeigten (PaO2 < 100 mmHg). Entsprechend dem Schweregrad der durch den α2-Agonisten induzierten Belüftungsstörung trat eine Hyperkapnie auch nach intramuskulärer Xylazin-Gabe auf. Auch die korrespondierenden % Mnon-Zunahmen erreichten bei intramuskulärer Xylazin-Injektion neben der statistischen Signifikanz erhebliche klinische Relevanz. So waren im Mittel 18 % (Interquartilbereich 10-28) des Lungengewebes nach intramuskulärer Gabe des α2-Ago¬nis¬ten nicht belüftet. Bei jeweils 50 % der Tiere konnte für beide Applikationsformen ein klinisch relevantes Lungenödem nachgewiesen werden. Eine Reaktion der Versuchstiere auf die sonstigen im Xylazin-Präparat enthaltenen Bestandteile konnte ausgeschlossen werden. So konnte für keinen der untersuchten Parameter eine statistisch signifikante Änderung nach Injektion der Vehikel-Lösung nachgewiesen werden. Statistisch signifikante Zu- bzw. Abnahmen in den untersuchten Parametern konnten eindeutig der Wirkung des α2-Agonisten Xylazin zugewiesen werden. Schlussfolgerungen. Trotz quantitativ geringerer Ausprägung in den detektierten Änderungen von Vtot, PaO2 und % Mnon zeigten die Xylazin-induzierten pulmonalen Reaktionen bei der Mehrzahl der Studientiere auch nach intramuskulär erfolgter Applikation des α2-Agonisten erhebliche klinische Relevanz. Ein zeitlich verzögertes Eintreten im Vergleich zur intravenösen Gabe des α2-Agonisten konnte nur für die Formation des Xylazin-induzierten Lungenödems festgestellt werden. Analog zu den Ergebnissen des vorausgegangenen Projektes zur Wirkung von intravenös verabreichtem Xylazin, kann das morphologische Bild der Xylazin-induzierten Lungenveränderungen durch eine Koexistenz von Atelektasen und Lungenödem beschrieben werden. Derzeit konnte noch kein logisches Muster gefunden werden, dass die interindividuelle Variabilität in der Reaktion auf Xylazin beim Schaf aufzuklären vermag. Ebenso ist der Erkenntnisstand bezüglich einer möglicherweise vorhandenen Rasseabhängigkeit bis dato nicht ausreichend, um im Vorfeld die Sensibilität gegenüber Xylazin bei einem Schaf abschätzen zu können. Demzufolge muss beim Schaf auf der Grundlage der vorliegenden Ergebnisse im Einzelfall auch nach einer intramuskulären Xylazin-Gabe mit einer Dosierung von 0,3 mg/kg KM von schwerwiegenden Lungenveränderungen ausgegangen werden. Sofern Schafe als Tier-Modell in der experimentellen Lungenforschung verwendet werden, sollte aufgrund der Gefahr von fehlerhaften Forschungsergebnissen sowohl auf den intramuskulären Einsatz von Xylazin zur Prämedikation verzichtet werden als auch auf die intravenöse Verabreichung des α2-Agonisten als Narkosebestandteil. Um in der Praxis zukünftig unnötiges Leiden oder gar Versterben von Tieren verhindern zu können, muss die Problematik der Xylazin-induzierten Lungenveränderungen beim Schaf weiter verfolgt und näher erforscht werden.

Im Rahmen einer Kaufuntersuchung beim Pferd ist es von besonderem Interesse leistungsmindernde Faktoren aufzudecken. Dem Tierarzt stehen zu diesem Zwecke sowohl standardisierte Protokolle für die Durchführung der klinischen Untersuchung als auch der „Leitfaden für die röntgenologische Beurteilung bei der Kaufuntersuchung“ (Röntgenleitfaden 2007)zur Verfügung. Bezüglich der Anzahl der im Rahmen einer Kaufuntersuchung angefertigten Röntgenaufnahmen gibt es fortwährende Diskussionen. Besonders deutlich wird diese Problematik im internationalen Vergleich. Jedes Land, zum Teil auch die verschiedenen Zuchtverbände, verlangen unterschiedliche Standardaufnahmen. Ziel der Arbeit war die Überprüfung der Darstellbarkeit röntgenologischer Befunde im Bereich des Fesselgelenks, der Gleichbeine und des Fesselbeins, durch die im Röntgenleitfaden 2007 angegebene Standardaufnahme „Zehe 90°“ und die daraus resultierende Einteilung in Röntgenklassen. Es sollte geprüft werden wie sich die Einteilung der Röntgenklasse nach einer computertomographischen Darstellung und Befundung ändert. Von besonderem Interesse waren zusätzlich solche Befunde, die röntgenologisch nicht darstellbar waren, aber in der CT-Untersuchung gefunden werden konnten. Zur Untersuchung wurden 200 distale Gliedmaßen von 51 niedersächsischen Schlachtpferden röntgenologisch, computertomographisch und makroskopisch im Frisch- und Knochenpräparat herangezogen. Die Pferde wurden anhand der röntgenologischen Übersichtsaufnahme „Zehe 90°“ nach dem Schema des Röntgenleitfadens 2007 in Klassen eingeteilt. Anschließend erfolgte eine computertomographische Untersuchung. Ausgewertet wurden diese Bilder an einer Workstation, welche die Möglichkeit verschiedenster Rekonstruktionen bietet. Nachfolgend wurden die Pferde aufgrund der in der CT gefundenen Veränderungen in ihren Röntgenklassen korrigiert. Befunde, die nicht im Röntgenleitfaden aufgeführt sind, wurden gesondert betrachtet und im Rahmen einer Modellrechnung ausgewertet. Diese Modellrechnung betrachtet computertomographische Befunde, deren Detektion auch in einer röntgenologischen 0°Aufnahme der distalen Gliedmaße theoretisch zu erwarten gewesen wären. Diese Befunde wurden dann in die Klassifizierung der einzelnen Pferde einbezogen, um den Nutzen einer solchen zusätzlich zu der Standardaufnahme (Zehe 90°) angefertigten Röntgenaufnahme zu beurteilen. Im Anschluss wurden alle röntgenologischen und computertomographischen Befunde im Frisch bzw. Knochenpräparat aufgesucht und photographisch festgehalten. Fokus aller Untersuchungen war stets die Fesselgelenkregion sowie das distale Fesselbein. Die Einteilung der Pferde in eine bestimmte Röntgenklasse anhand ihrer Befunde im Fesselgelenkbereich änderte sich bei 84,31 % (n=51) der Pferde nicht, oder nur bis zu einer halben Röntgenklasse. Die meisten Pferde (43,14 %, n=51) der untersuchten Population ließen sich aufgrund ihrer Befunde im Fesselgelenk in Anlehnung an den Röntgenleitfaden 2007 in die Zwischenklasse II-III einordnen. Auch im Bereich der gesamten distalen Gliedmaße war es möglich 82,36 % (n=51), der Pferde röntgenologisch in eine Röntgenklasse einzuteilen, so dass sich auch nach der computertomographischen Untersuchung keine Veränderung, oder nur eine Änderung um eine halbe Klasse ergaben. Die als Goldstandard verwendete Computertomographie, erlaubte in dieser Arbeit die Annahme einer hypothetisch angefertigten 0° Aufnahme der Fesselgelenkregion. Diese Aufnahme ermöglicht vor allem die Detektion zystoider Defekte im Bereich der distalen Gliedmaße und führt zu einer Erhöhung der Anzahl der Pferde, die sich nicht in ihrer Röntgenklasse verändern, von 66,70 % auf 78,43 %.

Einleitung: Der frühzeitigen Detektion pulmonaler Rundherde kommt eine Schlüsselrolle bei neoplastischen Erkrankungen von Hund und Katze zu, indem sie maßgeblich Prognose und Behandlungsoptionen beeinflusst. Ziel unserer ersten Studie war, die aktuelle diagnostische Wertigkeit und mögliche Limitationen der klassischen Röntgenuntersuchung bei der Detektion pulmonaler Rundherde darzustellen. Unsere zweite Untersuchung beschäftigt sich mit dem Ziel der computerassistierten Detektion (CAD) und deren Einsatz in der Tiermedizin. Material und Methoden: Der Untersuchungszeitraum umfasste die Jahre 2005–2011. In die erste Studie wurden Hunde und Katzen mit pulmonalen Rundherden aufgenommen, an denen zunächst eine klassische Röntgenuntersuchung und anschließend innerhalb von 14 Tagen eine computertomographische Untersuchung (CT) durchgeführt wurde. Neben der Darstellung möglicher Limitationen der klassischen Röntgenuntersuchung wurde auch deren Sensitivität hinsichtlich des Vorliegens pulmonaler Rundherde im Vergleich zur CT als Goldstandard untersucht. Gemäß den Einschlusskriterien wurden 50 Hunde und 20 Katzen in die erste Studie aufgenommen. Die zweite Untersuchung beschäftigt sich mit der Sensitivität eines computerassistierten Detektionssystems sowie dessen möglichen Mehrgewinns für den Radiologen bei der Detektion pulmonaler Rundherde in der Tiermedizin. Darüber hinaus wurden die möglichen Limitationen eines solchen Systems untersucht. In die Untersuchung wurden nicht nur Tiere mit Rundherden eingeschlossen, sondern auch solche mit Massen (Herde größer 3 cm). Ausgeschlossen waren Patienten mit mehr als 50 Rundherden pro Lungenhälfte sowie Rundherde/Massen, die vollständig in Atelektasen eingebettet waren. Gemäß den Einschlusskriterien wurden bei 51 Hunden und 16 Katzen insgesamt 586 Rundherde als Referenzwert für die CAD zugrunde gelegt. Ergebnisse: Als ein Ergebnis aus der vorliegenden ersten Studie zeigt sich für die Projektionsradiographie eine Detektionsrate von insgesamt 61 % (64 % für Hunde und 55 % für Katzen) verglichen mit der CT als Goldstandard. Gründe für eine fehlende Detektion liegen vor allem darin, dass die Röntgenuntersuchung im Ergebnis ein Summationsbild liefert. Daneben spielt auch die Rundherdgröße eine (untergeordnete) Rolle. Das in der zweiten Studie eingesetzte Detektionssystem zur computerassistierten Detektion pulmonaler Rundherde wies für die Tiermedizin eine Sensitivität von 69,4 % auf. Gleichzeitig wurde eine hohe Anzahl falsch positiver sowie falsch negativer Befunde durch die CAD verzeichnet. Dennoch ließ sich durch den Einsatz der CAD die Sensitivität von Untersucher 1 von 89,2 % auf 94,7 % steigern, die von Untersucher 2 von 87,4 % auf 90,8 %. Schlussfolgerungen: Aufgrund der engen Einschlusskriterien dieser Studie kann für die Detektion pulmonaler Rundherde in der Projektionsradiographie als Mindestwert die hier ermittelte durchschnittliche Sensitivität von 61 % zugrunde gelegt werden. Die klassische Röntgenuntersuchung eignet sich weiterhin als erstes bildgebendes Verfahren für die pulmonale Rundherddetektion, für ein genaues Staging sollte allerdings die CT angewandt werden. Für eine fehlende Rundherddetektion war nicht primär die geringe Größe der Rundherde ursächlich, sondern vielmehr Begleiterkrankungen, die mit einer Transparenzminderung der Lunge einhergingen. Daher sollte insbesondere dann die CT zum Einsatz kommen, wenn zusätzliche Veränderungen wie beispielsweise ein Pleuraerguss vorliegen. Für die Detektion pulmonaler Rundherde in der CT-Untersuchung gilt, dass die Sensitivität des Radiologen grundsätzlich durch ein automatisches Detektionssystem gesteigert werden kann. Somit eignet es sich insbesondere dann, wenn kein zweiter radiologischer Befunder vorhanden ist. Allerdings weist die CAD eine sehr hohe Anzahl falsch positiver sowie einige falsch negative Befunde auf, so dass sich für ihren routinemäßigen Einsatz in der Tiermedizin derzeit noch Limitationen ergeben.:Inhaltsverzeichnis 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Neoplasien der Lunge bei Hund und Katze 3 2.2 Bildgebende Diagnostik bei pulmonalen Neoplasien 7 2.2.1 Definition des pulmonalen Rundherdes 13 2.2.2 Detektion von pulmonalen Rundherden in der Projektionsradiographie 15 2.2.3 Detektion von pulmonalen Rundherden in der CT-Untersuchung 17 2.2.4 Stellenwert der computerassistierten Detektion zur Erkennung pulmonaler Rundherde 18 3 PUBLIKATIONEN 20 3.1 Vergleich von Projektionsradiographie und Computertomographie zur Detektion pulmonaler Rundherde bei Hund und Katze 20 3.2 CT-Untersuchungen zur computerassistierten Detektion von pulmonalen Rundherden bei Hund und Katze 28 4 DISKUSSION 36 4.1 Diskussion der Methodik 36 4.2 Diskussion der Ergebnisse 45 5 ZUSAMMENFASSUNG 50 6 SUMMARY 52 7 LITERATURVERZEICHNIS 54 / Introduction: The early detection of pulmonary nodules plays a key role in neoplastic conditions of dogs and cats substantially influencing prognosis and therapy options. The aim of our first study was to outline the actual diagnostic value as well as the potential limitations of projection radiography for detection of pulmonary nodules. Our second study addresses the newer aspect of computer assisted detection (CAD) and its possible application in veterinary medicine. Materials and methods: The investigation period was between 2005 and 2011. In our first study we included those dogs and cats with pulmonary nodules that underwent a radiographic examination as well as a computed tomographic examination (CT) within a period of 14 days. Aside from the description of possible limitations of projection radiography, we also evaluated its sensitivity for detection of pulmonary nodules compared to CT as gold standard. According to the inclusion criteria 50 dogs and 20 cats were admitted to this study. The second study dealt with the sensitivity of a computer assisted detection system and its potential benefit for radiologists for the detection of pulmonary nodules in veterinary medicine. Furthermore, we outlined possible limitations of the detection system. This study not only comprised dogs and cats with pulmonary nodules, but also those with pulmonary masses (i.e. nodules > 3 cm). We excluded patients with more than 50 nodules either in the right or the left lung as well as nodules/masses embedded in a massive atelectasis. According to our inclusion criteria, we determined 586 nodules in total, distributed on 51 dogs and 16 cats used as reference value for the CAD. Results: As one result of our first study, we found a detection rate of 61 % (64 % for dogs and 55 % for cats) for projection radiography in comparison to CT as gold standard. Reasons for a missing detection of pulmonary nodules are predominantly limitations that come along with superimpositions using projection radiography; apart from that, nodule size is of some subsidiary meaning. The detection system for the computer assisted detection of pulmonary nodules used in the second study showed a sensitivity of 69.4 % in veterinary medicine. Additionally a high number of false positive findings as well as false negative findings was detected by CAD. However, due to the use of CAD the sensitivity of examiner 1 increased from 89.2 % to 94.7 %, the sensitivity of examiner 2 increased from 87.4 % to 90.8 %. Conclusions: Based on the strict inclusion criterion in this study the average sensitivity of 61 % can be used as a minimum for the detection of pulmonary nodules using radiographs. Projection radiography is suitable as first line diagnostic tool for the detection of pulmonary nodules. For accurate tumor staging CT should be used. Since predominant reasons for a missing detection of pulmonary nodules consisted of limitations that come along with superimpositions (like pleural effusion) CT is especially recommended in those cases. In general, the sensitivity of radiologists can be improved by an automatic detection system concerning the detection of pulmonary nodules using CT. Especially in those cases, when no second reader is available, CAD is suitable. However, the CAD system we used herein yielded a high number of false positive findings as well as false negative findings; therefore, its use in veterinary medicine on a routine basis still has some limitations.:Inhaltsverzeichnis 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Neoplasien der Lunge bei Hund und Katze 3 2.2 Bildgebende Diagnostik bei pulmonalen Neoplasien 7 2.2.1 Definition des pulmonalen Rundherdes 13 2.2.2 Detektion von pulmonalen Rundherden in der Projektionsradiographie 15 2.2.3 Detektion von pulmonalen Rundherden in der CT-Untersuchung 17 2.2.4 Stellenwert der computerassistierten Detektion zur Erkennung pulmonaler Rundherde 18 3 PUBLIKATIONEN 20 3.1 Vergleich von Projektionsradiographie und Computertomographie zur Detektion pulmonaler Rundherde bei Hund und Katze 20 3.2 CT-Untersuchungen zur computerassistierten Detektion von pulmonalen Rundherden bei Hund und Katze 28 4 DISKUSSION 36 4.1 Diskussion der Methodik 36 4.2 Diskussion der Ergebnisse 45 5 ZUSAMMENFASSUNG 50 6 SUMMARY 52 7 LITERATURVERZEICHNIS 54

Zusammenfassung Vergleichende Darstellung röntgenologischer Befunde am Strahlbein und Hufgelenk des Pferdes gemäß dem Röntgenleitfaden 2007 und computertomographischen Befunden Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der röntgenologischen und computertomographischen Untersuchung an der distalen Gliedmaße des Pferdes. Ziel der Arbeit ist es, die in Kaufuntersuchungen verwendeten röntgenologischen Standardaufnahmen des RöLF 2007 im Hinblick auf ihre Darstellbarkeit von Veränderungen im Hufgelenk- und Strahlbeinbereich und die folgliche Klassifizierung der Pferde in Röntgenklassen gemäß dem RöLF 2007 zu überprüfen. Material und Methoden Das Untersuchungsmaterial setzte sich aus 100 distalen Gliedmaßenpaaren 51 getöteter Warmblutpferde aus einem niedersächsischen Schlachthof im Bremer Raum zusammen. Es wurden die Hufgelenke und Strahlbeine von 102 Vorder- und 98 Hinterextremitäten röntgenologisch und computertomographisch untersucht. Anschließend wurden die erhobenen Befunde makroskopisch anhand von Frisch-und Knochenpräparaten überprüft. Die Pferde wurden mittels der Befunde der lateromedialen Übersichtsaufnahme der Zehe und der 0°-Aufnahme („Oxspingaufnahme“) des Strahlbeins gemäß dem RöLF 2007 in Röntgenklassen eingeteilt. Nach der anschließenden computertomographischen Untersuchung erfolgte eine erneute, korrigierte Einteilung in die entsprechende Röntgenklasse in Anlehnung an den RöLF 2007. Computertomographische Befunde, für die kein entsprechendes Äquivalent im RöLF 2007 zu finden war, wurden gesondert hervorgehoben. In einer weiteren Auswertung wurde der Einfluss einer hypothetischen Erweiterung des Röntgenstandards um Zusatzprojektionen wie eine Strahlbeintangentialaufnahme an den Vorderbeinen und die Oxspringaufnahme an den Hinterbeinen auf die Gesamtbeurteilung eines Pferdes untersucht. Mit den Sekundärrekonstruktionen der Spiral-CT sollten die Befunde dargestellt werden, die durch die röntgenologischen Zusatzprojektionen hypothetisch hätten detektiert werden können. Im Anschluss wurden die bildgebenden Befunde durch eine Präparation und Mazeration der veränderten Gliedmaßen letztlich in Beziehung zu den pathomorphologischen Veränderungen im Hufgelenk- und Strahlbeinbereich gesetzt und überprüft. Die Röntgenuntersuchung erfolgte nach den einzelnen Kriterien der lateromedialen Übersichtsaufnahme der Zehe und der 0°-Aufnahme des Strahlbeins gemäß dem RöLF 2007. Zum Einsatz kam das mobile DR-System „Scope X“ der Gierth international GmbH sowie eine dicomPACS® vet gestützte Dokumentations- und Befundungssoftware. Die Akquirierung der CT-Datensätze erfolgte anhand eines Toshiba Aquilon 16-zeiligen Spiral-CT der 3. Generation mit einer stationären Gantry der TOMOVET® GmbH und einer integrierten VITREA®-Workstation zur Erstellung multiplanarer Reformatierungen (MPRs). Ergebnisse Es stellte sich heraus, dass sich die Röntgenklasse bei 82,36 % der untersuchten Pferde nach der computertomographischen Untersuchung nicht oder nur um eine halbe Röntgenklasse veränderte, wenn die gesamte distale Gliedmaße betrachtet wurde. In der gesonderten Betrachtung des Hufgelenk- und Strahlbeinbereichs waren dies sogar 88,24 %. Dies zeigt, dass durch die Darstellbarkeit von Veränderungen im Hufgelenk-/Strahlbeinbereich mittels der röntgenologischen Standardaufnahmen eine relativ sichere und korrekte Zuordnung der Pferde in die entsprechende Röntgenklasse ermöglicht wird. Eine hypothetisch zusätzlich angefertigte Strahlbeintangentialaufnahme an den Vordergliedmaßen sowie eine Oxspringaufnahme an den Hintergliedmaßen haben entgegen der Erwartungen keinen wesentlichen Einfluss auf die Gesamtklassifizierung der einzelnen Pferde. Schlussfolgerung Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass ein Großteil der Befunde im HG/SB mittels der lateromedialen Übersichtsaufnahme und der 0°-Aufnahme des Strahlbeins gemäß dem RöLF 2007 dargestellt werden können. Der zusätzlich erreichte Informationsgehalt durch eine reguläre Erweiterung der Standardaufnahmen um eine Strahlbeintangentialaufnahme an den Vordergliedmaßen sowie eine Oxspringaufnahme an den Hintergliedmaßen rechtfertigt nicht den technischen und finanziellen Mehraufwand und die zusätzliche Strahlenbelastung des Untersuchers sowie der an der Untersuchung beteiligten Personen. Bei zweifelhaften Befunden ist eine Erweiterung des Standards um entsprechende Zusatzaufnahmen aber natürlich weiterhin obligat. Im wissenschaftlichen Interesse wären weitere Untersuchungen mit einem röntgenologisch insgesamt besser klassifizierten Pferdematerial und Informationen über die klinische Verfassung sowie die Beschaffenheitsvereinbarung des untersuchten Pferdes zum Untersuchungszeitpunkt wünschenswert.

Zweiphasenströmungen sind Strömungen von heterogenen Stoffgemischen, die aus zwei verschiedenen und voneinander getrennten homogenen Materialien, den Phasen, bestehen und bei einer Vielzahl technischer Anwendungen auftreten, wie zum Beispiel in der chemischen Industrie und der Energietechnik. Dort beeinflussen Zweiphasenströmungen maßgeblich die Prozesseffizienz und -sicherheit. Radiometrische Messverfahren bieten aufgrund ihrer Nicht-invasivität und dem hohen Durchdringungsvermögen die Möglichkeit, diese Strömungen zu visualisieren sowie deren Parameter zur Charakterisierung zu bestimmen. Die quantitativ hoch-genaue Parameterbestimmung kann dabei durch einige Aspekte erschwert werden, die bisher nicht durch Standardalgorithmen berücksichtigt werden können. Bei der Bestimmung von zeitgemittelten Phasenanteilen durch densitometrische und tomo-graphische Messungen kann bei geringen Zählraten die dynamische Verzerrung auftreten, die systematisch zu einer Verfälschung der zu bestimmenden Phasenanteile führt. Mit dem in dieser Arbeit entwickelten Verfahren des korrekten Mittelns kann die dynamische Verzerrung voll-ständig korrigiert werden. Bei der Anwendung des Verfahrens des korrekten Mittelns müssen schlecht konditionierte lineare Gleichungssysteme gelöst werden. Durch geeignete Regularisierungsverfahren lassen sich die Abweichungen vom Mittelwert bei ausreichender Zählratenstatistik beliebig stark verringern. Der Ansatz des Verfahrens des korrekten Mittelns kann bei densitometrischen Messungen von Gas-Flüssigkeits-Strömungen genutzt werden, um auf Basis der Gasgehalts-Wahrscheinlichkeitsdichte das Strömungsregime bei geringen Zähl-raten zu ermitteln. Die Röntgencomputertomographie ermöglicht die Bestimmung von räumlich und zeitlich aufgelösten Phasenverteilungen. Durch Strahlaufhärtung, Streustrahlung und geometrische Verzerrungen können die rekonstruierten Bilder Artefakte enthalten, die die Phasenanteile signifikant verfälschen. Streustrahlung und Strahlaufhärtung können beim ultraschnellen Elektronenstrahl-Röntgencomputertomographen ROFEX durch geeignete Normierungen mit Referenzmessdaten erheblich verringert werden. Weitere Reduktionen der Streustrahlungs-artefakte lassen sich durch Kollimation und einer strahlwegbasierten Vorwärtssimulation der Streustrahlung in der Bildebene erreichen. Durch äußere Einflüsse kann es beim ROFEX zu unerwünschten Ablenkungen des freien Elektronenstrahls kommen, was zu Verzerrungen in den Bildern führt. Die Korrektur kann mithilfe eines iterativen Algorithmus erfolgen, der auf Basis der Schärfe der Bilddaten den Pfad des Elektronenstrahls schätzt und somit die exakte Strahlweggeometrie für die Bildrekonstruktion ermittelt. / Two-phase flows are flows of heterogeneous material mixtures consisting of two different and separated homogeneous materials, the phases, which occur in many technical applications, such as in the chemical industry and energy technology. There, two-phase flows have a significant influence on process efficiency and safety. Due to their non-invasiveness and high penetration capability, radiometric measurement methods offer the possibility of visualizing these flows and determining their parameters for characterization. The quantitative high-precision determination of parameters is hampered by some aspects that are not taken into account by standard algorithms. When determining time-averaged phase fractions by densitometric and tomographic measurements, the dynamic bias error can occur at low count rates, which systematically leads to a falsification of the phase fractions to be determined. With the correct averaging method developed in this thesis, the dynamic bias error can be completely corrected. When applying the correct averaging method, ill-conditioned linear equation systems have to be solved. By suitable regularization methods, the deviations from the exact mean value can be reduced arbitrarily strongly with sufficient count rate statistics. The approach of the correct averaging method can be used for densitometric measurements of gas-liquid flows to determine the flow regime at low count rates on the basis of the gas fraction probability density. X-ray computed tomography enables the determination of spatially and temporally resolved phase distributions. The reconstructed images can contain artifacts due to beam hardening, scattered radiation and geometric distortions, which significantly falsify the phase fractions. In the ROFEX ultrafast electron beam X-ray computer tomography system, scattered radiation and beam hardening can be significantly reduced by suitable normalization with reference measurement data. Further reductions of scatter artifacts can be achieved by collimation and ray-tracking based forward simulation of scattered radiation in the image plane. Due to external influences around the ROFEX, undesired deflections of the free electron beam can occur, which leads to distortions in the images. The correction can be performed using an iterative algorithm that estimates the path of the electron beam based on the sharpness of the image data and thus determines the exact beam path geometry for the image reconstruction.

Introduction: The role of positron emission tomography (PET) with 2-[18F]fluoro-2-deoxy-D-glucose ([18F]FDG) is currently under evaluation in urologic oncology. The aim of the present study was to investigate the use of [18F]FDG positron emission tomography ([18F]FDG-PET) in the detection and treatment control of malignant germ cell tumors compared to computed tomography (CT). Materials and Methods: Thirty-two PET studies and CT scans were carried out in 23 patients with histologically proven germ cell tumors (10 seminomas, 12 non-seminomatous germ cell tumors (NSGCT), 1 unclassified serologic recurrent disease) Lugano stage I–III. The scans were done either after initial diagnosis (n = 21) and/or within 3–45 days after chemotherapy was completed (n = 11). PET and CT were validated either by histology (n = 7) or clinical follow-up of 6–11 months after the last PET study has been performed (n = 16). Sensitivity, specificity, accuracy, positive and negative predictive values were determined for PET and CT. Differences between PET and CT for parameters of diagnostic value were evaluated by =χ2 test. Results: Although not statistically significant, the sensitivity, accuracy and negative predictive value were higher for PET than for CT with respect to the detection of metastatic infradiaphragmatic and supradiaphragmatic lesions after initial diagnosis. The specificity and positive predictive value of PET and CT were comparable. After chemotherapy, PET was found to be significantly superior in specificity and accuracy compared to CT with respect to infradiaphragmatic lesions (p < 0.05). False-positive PET findings in supradiaphragmatic lesions after chemotherapy occurred in the case of inflammatory processes and resulted in a loss of specificity and accuracy compared to CT (p < 0.05). Conclusions: These preliminary results demonstrate [18F]FDG-PET to be a useful diagnostic tool for the initial staging and treatment control in patients with germ cell tumors. Possible advantages compared to CT, however, are as yet not clearly defined. The possibility of false-positive PET findings due to reactive supradiaphragmatic inflammatory processes early after chemotherapy have to be considered. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Der Einsatz von Fasergefügen und insbesondere von Papier geht heute über dessen ursprüngliches Anwendungsgebiet als Informationsträger weit hinaus. Mit alternativen und neuen Aufgabenfeldern des Papiers kommen auch weitere, qualitative Anforderungen hinzu, welche es während der Herstellung, Weiterverarbeitung und Nutzung erfüllen muss. In der Vergangenheit stand verstärkt z.B. die Verbesserung der statischen und dynamischen Festigkeitseigenschaften im Vordergrund. Für viele Anwendungsfälle spielt jedoch auch die Dehnung eine entscheidende Rolle. Beispiele sind Sackpapier oder Elektroisolationspapier. Darum verfolgt diese Arbeit das Ziel, systematisch und anhand eines neuen Dehnungsmodells, qualitativ und quantitativ die Einflüsse der Faser- und Gefügeeigenschaften anhand ausgewählter Prozessbedingungen auf das Kraft-Dehnungsverhalten, aber insbesondere auf dessen Dehnung zu untersuchen. Des Weiteren wurde eine Methode entwickelt, mit der es unter Nutzung eines Röntgen-Computertomographen möglich ist, weitere Gefügeparameter, auch während einer semi-dynamischen Zugprüfung in-situ zu ermitteln. Für die Bewertung der Fasereigenschaften wurden vier Faserstoffe ausgewählt. Zum Einsatz kam ein ungebleichter Nadelholzsulfatzellstoff (UKP), ein gebleichter Eukalyptuszellstoff, Baumwolllinters und Tencel, eine synthetische Cellulosefaser. Diese Faserstoffe sind chemisch und morphologisch analysiert worden, bevor sie sowohl überwiegend fibrillierend als auch überwiegend kürzend in einem Refiner gemahlen wurden. Nach unterschiedlich hohem Eintrag an massenspezifischer Mahlarbeit in den Faserstoff wurden aus der Suspension Papiermuster gebildet, schrumpfungsbehindert getrocknet und charakterisiert. Durch die Mahlung der Faserstoffe erfolgte eine Reduktion deren mittlerer längengewichteter Faserkonturlänge, der Feinstoffanteil konnte gesteigert werden und das Wasserrückhaltevermögen nahm zu. Es konnte ein unterschiedliches Verhalten der Entwicklung des Wasserrückhaltevermögens zwischen dem ungebleichten Nadelholzsulfatzellstoff und dem gebleichten Eukalyptus gegenüber den Baumwolllinters und den Tencelfasern gefunden werden. Das Wasserrückhaltevermögen von Baumwolllinters und den Tencelfasern blieb, unabhängig von der Mahlstrategie, fast bis zum maximalen Eintrag an massenspezifischer Mahlarbeit von ca. 770 kWh/t unbeeinflusst. Mit den erhaltenen Kraft-Dehnungsdiagrammen der Papiermuster, welche durch eine uniaxiale Zugprüfung mit konstanter Dehnungsgeschwindigkeit messtechnisch erfasst wurden, konnte durch eine Kurveneinpassung mit dem entwickelten Dehnungsmodell das jeweilige Kraft-Dehnungsverhalten mathematisch nachgebildet werden. Dieser neue Modellansatz wurde gewählt, nachdem die Auswertung des Ansatzes von Paetow [77;78;79;90] zu große Abweichungen bei bestimmten Papiermustern aufzeigte. Dies ermöglichte die quantitative Auswertung relevanter Parameter der Kraft-Dehnungskurven. Dabei wurden der Elastizitätsmodul, die Reißlänge und die Dehnung bei maximaler Reißlänge bewertet. Eine sehr hohe Reißlänge konnte mit einem fibrillierend gemahlenem, ungebleichtem Nadelholzsulfatzellstoff und eine hohe Dehnung mit einem, ebenfalls fibrillierend gemahlenem Eukalyptuszellstoff erreicht werden. Des Weiteren sind die Reißlänge am Übergang von einem initial linearen in den nicht-linearen Kurventeil, ein Abknickfaktor sowie der weitere Kurvenverlauf nach dem nicht-linearen Bereich, bis zur maximalen Reißlänge des Gefüges bewertet worden. Der letzte Kurvenbereich wurde entweder durch den weiteren, nicht-linearen Verlauf oder durch einen sekundären Linearbereich charakterisiert. Der von Seth und Page [22] dargestellte Einfluss der Faserstoffmahlung auf den Verlauf der Kraft-Dehnungskurve von Papier konnte nicht nachgebildet werden. Dies zeigte auch, dass die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse durch eine Korrektur des Elastizitätsmoduls mit den Kraft-Dehnungskurven nicht mit den Ergebnissen aus [22] übereinstimmen. Die Faserstoffmahlung hat demnach nicht nur einen Einfluss auf die maximal erreichbare Reißlänge und Dehnung, sondern beeinflusst auch den qualitativen Verlauf der Kraft-Dehnungskurve von Papier. Es konnten keine individuellen Einflussgröße der Fasermorphologie und der Prozessparameter auf die Dehnung oder das Kraft-Dehnungsverhalten festgestellt werden, da sich die meisten dieser Eigenschaften direkt mit der eingebrachten, massenspezifischen Mahlarbeit verändern, die Papierdehnung jedoch schon nach Erreichen einer moderaten massenspezifischen Mahlarbeit von ca. 100 – 200 kWh/t nicht weiter steigern ließ. Für eine weitere Bewertung der Einflüsse auf das Kraft-Dehnungsverhalten von Papier wurden Messwerte aus [143] analysiert. Dabei zeigte sich, dass ein Anstieg an Fasern mit einer hohen Faserkräuselung die Reißlänge des Papiers sowie den Elastizitätsmodul signifikant reduziert. Die Reißlänge am Kurvenübergang vom initial linearen in den nicht-linearen Teil bleibt dabei jedoch konstant. Ein anderes Verhalten, welches mit den Ergebnissen von Seth und Page [22] sowie Lowe [12] übereinstimmt, ist die Auswirkung eines kationischen Additivs wie z.B. Stärke auf die Entwicklung des Kraft-Dehnungsverhaltens. Es konnte nachgewiesen werden, dass das Additiv keinerlei Einfluss auf den initial linearen sowie den nicht-linearen Teil der Kraft-Dehnungskurve hat, sondern nur den sekundären, linearen Kurvenbereich in Abhängigkeit der Dosiermenge beeinflusst. Dabei wurde die Steigung im sekundären Linearbereich bestimmt. Dieses Verhalten führte zu einer Erweiterung der Theorie von Kallmes [82], welcher nach einem Anstieg der Festigkeit und der Dehnung, ab einer kritischen, relativen Bindungsfläche nur noch einen Anstieg der Festigkeit vorhersagte, jedoch nicht mehr der Dehnung. Auf Grund der in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse müssen drei Fälle der Entwicklung des Kraft-Dehnungsverhaltens von Fasergefügen unterschieden werden, welche primär von der Homogenität der Spannungsverteilung im Fasergefüge abhängig sind und z.B. durch die Faserkräuselung oder Blattformation beeinflusst werden kann. Diese neue Ansicht basiert auf dem Verhältnis zwischen der Bindungsenergie der Faser-Faserbindung und dem formbasierten sowie dem längenbasierten Arbeitsaufnahmevermögen der Fasern. Der erste Fall der Gefügedehnung beschreibt das Verhalten, wenn die Bindungsenergie geringer ist als das formbasierte Arbeitsaufnahmevermögen. Dies führt zu einem Auseinandergleiten des Fasergefüges. Dieses Verhalten konnte mit der Analyse von Papierproben aus Linters im Röntgen-Computertomograph qualitativ nachgewiesen werden. Steigt die Bindungsenergie an, wie es der zweite Fall voraussetzt, kann das formbasierte Arbeitsvermögen der Fasern überwunden werden und steht als Dehnvermögen zur Verfügung. Um auch, wie es der dritte Fall beschreibt, das längenbasierte Dehnvermögen der Fasern nutzen zu können, muss die Bindungsenergie zusätzlich durch z.B. ein Additiv oder hohe Drücke in einer Nasspresse weiter steigen. Die erweiterte Theorie bildet nun das gesamte Kraft-Dehnungsverhalten von Fasergefügen ab und muss in weiteren Arbeiten zur Papieranalyse verifiziert werden. Eine wertvolle Ergänzung der zu ermittelnden Gefügeparameter kann durch die entwickelte Methode mit der Röntgen-Computertomographie geleistet werden.

Bei brachyzephalen Hunden ist der Naseneingang fehlgebildet und hochgradig stenotisch. Diese Naseneingangsstenose wird seit Jahrzehnten diagnostiziert und im Rahmen des Brachyzephalen Syndroms chirurgisch behandelt. Bereits mit dem bloßen Auge kann die äußere 1. Stenose erkannt werden, verursacht durch den äußeren Anteil der Nasenflügel, der dem Septum nahezu anliegt und so die Naris fast vollständig verschließt. Der vestibuläre Anteil des Naseneingangs ist bei brachyzephalen Hunden von außen nicht zu beurteilen. In der Computertomographie und der Endoskopie wird deutlich, dass der voluminöse Bulbus, in dem der rostrale Anteil der Flügelfalte und der innere Anteil des Nasenflügels verschmelzen, den Nasenvorhof fast vollständig obstruiert und damit unmittelbar kaudal der ersten Stenose zu einer relevanten 2. Stenose des Naseneingangs führt. Zusätzlich ist die beim gesunden Hund ausgeprägte Abduktion des vestibulären Bulbus nach lateral während der Inspiration bei brachyzephalen Hunden eingeschränkt bis völlig fehlend. Zur Korrektur der Naseneingangsstenose wird in der Literatur bis heute eine 'Keilchen-Resektion' aus dem äußeren Anteil des Nasenflügels empfohlen. Diese Operationsmethode und ihre Modifikationen konzentrieren sich auf die Korrektur der von außen sichtbaren 1. Stenose. In den letzten 10 Jahren wird von Tierbesitzern nach dieser Operation immer häufiger ein ausbleibender Operationserfolg beklagt. Ziele der Untersuchungen: Es soll eine Operationsmethode beschrieben werden, mit der beide Stenosen des komplexen Naseneingangs chirurgisch korrigiert werden können. Zur Evaluierung dieser Operation soll anhand von CT-Untersuchungen das Luft-Volumen im Naseneingang brachyzephaler Hunde prä- und sechs Monate postoperativ gemessen werden. Brachyzephale Hunde, die zur Behandlung einer schweren respiratorischen Insuffizienz überwiesen wurden, wurden in die Studie aufgenommen. Es wurde eine Computertomographie durchgeführt und das Luft-Volumen im Naseneingang mit einer speziellen Software berechnet (Phillips Intelli Space Portal, Philips Healthcare, Hamburg). Eine neue chirurgische Technik mit Teilresektion des Nasenflügels und des Bulbus der Plica alaris, die Ala-Vestibuloplastie, wird zum ersten Mal beschrieben und durch eine CT-Kontrolle nach 6 Monaten analog der präoperativen Untersuchung evaluiert. Die Operationsergebnisse von zwei Chirurgen werden verglichen und die Reproduzierbarkeit der CT-basierten Volumenbestimmung im Vestibulum nasi evaluiert. Für die Analyse der normalverteilten Daten wurde nach dem Shapiro-Wilk-Test geprüft. Signifikanzen wurden mit dem Wilcoxon-Mann-Whitney-Test beurteilt. Für die Analyse der nicht normalverteilten Daten wurde der Kruskal-Wallis Test durchgeführt, gefolgt von dem Dunn´s Multiple Comparisons Test. Die Vergleichbarkeit der Operateure und die Reproduzierbarkeit wurde nach Altmann und Bland überprüft. Das Signifikanzniveau wurde auf alpha=0,05 festgelegt. In diese retrospektive Studie wurden 20 Möpse und 30 Französische Bulldoggen eingeschlossen. Präoperativ wurde bei den Französischen Bulldoggen ein Naseneingangsvolumen links von median 235 mm³ und rechts von 258 mm³ gemessen. Bei den Möpsen wurden Volumina von links 178 mm³ und rechts 146 mm³ gemessen. Mit der Ala-Vestibuloplastie wird durch die Resektion des Bulbus der Plica alaris und der stenosierenden Nasenflügel das Luft-Volumen im Vestibulum nasi bei allen Hunden statistisch signifikant vergrößert. Sechs Monate postoperativ wurde bei den französischen Bulldoggen eine Volumenzunahme von 77 % links und rechts von 75 % gemessen. Bei den Möpsen betrug die Volumenzunahme links 85 % und rechts 71 %. Zwischen den beiden Chirurgen gab es keinen signifikanten Unterschied im Operationsergebnis. Schlussfolgerungen: Die Ala-Vestibuloplastie ist eine neue in Leipzig entwickelte Operationsmethode mit der die komplexe Fehlbildung aus Nares- und Vestibulum-Stenose der brachyzephalen Hunde effektiv und anhaltend korrigiert werden kann. Mit der computertomographischen Untersuchung der brachyzephalen Nase kann die Gesamtstenose nachgewiesen und die kleinen Volumina des Nasenvorhofs prä- und postoperativ vergleichbar und reproduzierbar bestimmt werden. Die Operation führt zu einer signifikanten Vergrößerung des luftgefüllten Naseneingangs und zu einer vollständigen Beseitigung beider Stenosen.