München, Techn. Univ., Diss., 2000.

Es wurde die diagnostische Genauigkeit fünf verschiedener Rekonstruktionsalgorithmen der DE-CTA der Becken-Bein-Gefäße von Patienten mit pAVK an einem Dual-Source CT mit dem diagnostischen Goldstandard der DSA verglichen. Die DE-CTA zeigte eine exzellente Sensitivität an Becken- und Beingefäßen hinsichtlich einer korrekten Stenosegraduierung, unabhängig von der Rekonstruktion. Die Standard MPR zeigte insgesamt die besten Ergebnisse und ist deshalb vor allem in nicht eindeutigen Fällen die Methode der Wahl. Die Auswertung von DE-CS MPRs, DE-CS MIPs, gekrümmten MPRs oder die semi-automatische quantitative Stenosegradauswertung bringt keinen Zugewinn an diagnostischer Performance im Vergleich zur visuellen Auswertung der Standard MPR. Das Ausmaß der Gefäßwandverkalkungen und die intraluminale Kontrastierung hatten keinen signifikanten Effekt auf die Sensitivität zur Erkennung signifikanter Stenosen an den Becken- und Beingefäßen. Jedoch verschlechterten sich die Spezifität und die Genauigkeit der Rekonstruktionen, welche auf der DE-Knochen- und DE-Plaqueentfernung basieren, signifikant in stark verkalkten oder nur schwach kontrastierten Gefäßsegmenten. Beim Auswerten von DE-CS Rekonstruktionen ist infolgedessen vor allem in schlecht kontrastierten oder stark verkalkten Gefäßen eine weitere Verifizierung des Befundes nötig, um unnötige invasive DSAs als Folge von falsch positiven CTA-Befunden zu reduzieren. / The diagnostic accuracy of five different DE-CTA recontruction approaches of a dual-source CT in patients with peripheral artery disease were compared, using digital subtraction angiography as reference standard. DE-CTA shows an excellent sensitivity for the detection of lower extremity arterial stenosis, regardless of image reconstruction approach. The standard MPR showed the best results overall and is therefore the method of choice in unclear cases. Thus DE-CS MPRs, DE-CS MIPs, curved MPRs and semi-automatic stenosis grading don’t bring additional value regarding the diagnostic performance in comparison to the standard MPR. The amount of vessel wall calcification and the intraluminal contrast had no significant effect on the sensitivity for the detection of lower extremity arterial stenosis. Specifity and accuracy decreased in reconstructions that relied on DE-bone- and DE-plaque-subtraction significantly in vessels with strong calcification or poor contrasting. When analyzing DE-CS reconstructions for poorly contrasted or strongly calcified vessels a further evaluation is necessary, to avoid invasive DSAs as a result of false positive findings.

Diese Arbeit befasst sich mit der Weiterentwicklung und Charakterisierung des XRM-II nanoCT Systems, sowie dessen Möglichkeiten zur Materialtrennung und Elementbestimmung in der nano-Computertomographie. Beim XRM-II nanoCT System handelt es sich um ein Röntgenmikroskop, welches in ein Rasterelektronenmikroskop integriert ist, und auf dem Prinzip der geometrischen Vergrößerung basiert. Neben zweidimensionalen Durchstrahlungsbildern ist dieses Mikroskop auch zur dreidimensionalen Bildgebung mittels Computertomographie fähig. Der Ausgangspunkt für die Weiterentwicklung ist das XRM-II, mit welchem bereits Computertomographien im Nanometerbereich möglich waren. Deren Aufnahmedauer liegt zwischen 14 und 21 Tagen, was das System trotz seiner hohen Auflösung wenig praktikabel macht. Durch eine Anpassung der Blendeneinstellungen am Rasterelektronenmikroskop konnte der Strahlstrom um den Faktor 40 erhöht und damit die Aufnahmedauer auf 24 Stunden reduziert werden, wobei weiterhin eine zweidimensionale Auflösung von \(167 \pm 9\) nm erreicht wird. Durch die Trennung von Objekt- und Targetmanipulator lassen sich beide unabhängig und genauer bewegen, wodurch es möglich ist selbst 50 nm große Strukturen abzubilden. Die Charakterisierung erfolgt sowohl für das komplette System als auch getrennt in die entscheidenden Komponenten wie Target und Detektor. Für das Röntgentarget werden Monte-Carlo Simulationen zur Brennfleckgröße, welche entscheidend für die erreichbare Auflösung ist, durchgeführt und mit Auflösungstests verglichen. Der Röntgendetektor wird hinsichtlich seiner spektralen Auflösung überprüft, welche hauptsächlich vom Charge Sharing Effekt beeinflusst wird. Die Charakterisierung des Gesamtsystems erfolgt durch den Vergleich mit einer höher auflösenden Bildgebungsmethode, der FIB Tomographie. Hierbei wird die gleiche Probe, ein Bruchstück einer CPU, mit beiden Methoden unter der Voraussetzung einer ähnlichen Aufnahmezeit (24 h) untersucht. In der nano-CT kann ein 12 mal größeres Volumen analysiert werden, was jedoch eine geringere räumliche Auflösung als die FIB Tomographie mit sich bringt. Da die spektrale Auflösung des Detektors aufgrund des Charge Sharing begrenzt ist, lassen sich nur Materialien mit einem großen Unterschied in der Ordnungszahl mittels der Energieschwellen des Detektors trennen. Jedoch kann in Verbindung mit der geeigneten Wahl des Targetmaterials der Absorptionskontrast für leichte Materialien, wie beispielsweise \(SiO_2\) verbessert werden. Darüber hinaus ist es am XRM-II nanoCT möglich, durch das integrierte EDX-System, Elemente in der Computertomographie zu identifizieren. Dies wird anhand eines Drei-Wegekatalysators und eines NCA-Partikel gezeigt. / The general topic of this thesis is the development and characterization of the XRM-II nanoCT system, as well as its possibilities for material separation in nano-computed tomographay. The XRM-II nanoCT system is an X-ray microscope integrated into a scanning electron microscope and is based on the principle of geometric magnification. In addition to two-dimensional radiographs, this system is also capable of three-dimensional imaging by using computed tomography. The starting point for the development is the XRM-II system, which is already capable of performing computed tomography in the nanometer range. The acquisition time is between 14 and 21 days, which is the reason why this system is impractical despite its high resolution. By adjusting the aperture settings on the scanning electron microscope, the beam current could be increased by a factor of 40, reducing the acquisition time to 24 hours, while the achievable resolution is still at \(167 \pm 9\) nm. By separating the object and target manipulator, their movement becomes independent and more precisely, resulting in the possibility of resolving even 50 nm sized structures. The characterization is done both for the complete system and separately for the decisive components such as target and detector. Monte Carlo simulations of the focal spot size, which is crucial for the achievable resolution, are performed for the X-ray target and are compared to resolution tests. The spectral resolution of the X-ray detector is checked, which is mainly influenced by the charge sharing effect. The complete system is characterized by the comparison of it to a higher resolving imaging method, the FIB Tomography. The exact same sample, a fragment of a CPU, is analyzed with both imaging methods under the restriction of a similar measurement time (24 h). In the nano-CT the examined volume is 12 times larger than in the FIB tomography, resulting in a lower spatial resolution. Since the spectral resolution of the detector is mainly limited by charge sharing, only materials with a large difference in atomic number can be separated using the detector's energy thresholds. In connection with an appropriate choice of target material, the absorption contrast for light materials such as \(SiO_2\) can be improved. Furthermore, it is possible to identify elements in the computed tomography on the XRM-II nanoCT system using the integrated EDX system. This is demonstrated on a three-way catalytic converter and on a NCA particle.

Hintergrund: Die CT-Pulmonalisangiographie (CTPA) ist diagnostischer Goldstandard der Diagnostik der Lungenarterienembolie (LAE). Durch Dual-Energy CT (DECT) können mithilfe von Joddistributionskarten LAEs auf Segment- und Subsegmentebene besser detektiert werden. Neben der etablierten Dual-Source-Technik ermöglicht ein Split-Filter eine DECT-Akquisition mit Single-Source-Scannern. Ein solcher SF-DECT-Scanner sollte hinsichtlich der Bildqualität sowie der Strahlendosis mit einem etabliertem DS-DECT-Gerät verglichen werden. Material und Methoden: Insgesamt wurden 135 Patienten eingeschlossen, die eine CTPA erhielten: 68 erhielten einen DS-DECT-Scan mit 90/Sn150 kV und 67 einen SF-DECT-Scan mit Au/Sn120 kV. Für beide Protokolle wurden farbkodierte Joddistributionskarten erstellt. Die objektive (CT-Abschwächung in relevanten Gefäßen in HU, Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Kontrast-Rausch-Verhältnis (CNR), perfused blood volume (PBV)) und subjektive Bildqualität (2 Befunder (B), 5-Punkte-Likert-Skala) sowie Dosisparameter wurden erhoben und verglichen. Ergebnisse: Alle CTPAs waren von diagnostischer Qualität. Ihre subjektive Bildqualität wurde in 80,9/82,4% (B1/B2) der DS-DECT und in 77,6/76,1% der SF-DECT als exzellent oder gut bewertet. Die subjektive Bildqualität der Joddistributionskarten der SF-DECT wurde von beiden Befundern als schlechter beurteilt. Die HU-Werte der relevanten Gefäße unterschieden sich nicht signifikant (p>0.05), SNR und CNR der SF-Gruppe waren in zentralen Gefäßen jedoch höher (p<0.05); die PBV-Werte der SF-Gruppe waren teils höher (p<0.05). Alle erhobenen Dosisparameter waren in der SF-Gruppe höher (p<0,05). Konklusion: In der diagnostischen Abklärung eines V.a. eine akute LAE ermöglicht der Einsatz eines Split-Filters an einem Single-Source-CT-Scanner eine Dual-Energy-Untersuchung. Dies geht im Vergleich zu etablierten DS-Scannern jedoch mit einer schlechteren Qualität der Joddistributionskarten und einer höheren Strahlendosis einher. / Background: CT pulmonary angiography (CTPA) has established as reference standard in the diagnostic workup of suspected pulmonary embolism (PE). With dual-energy CT (DECT), iodine maps can help to detect segmental and subsegmental PEs. Next to established dual-source techniques, the use of a split-filter enables DECT acquisition with single-source scanners. This study compared a SF-DECT scanner with an established DS-DECT scanner with regard to image quality and radiation dose. Material and Methods: A total of 135 patients receiving a CTPA were included: 68 received a DS-DECT scan with 90/Sn 150 kV and 67 received a SF-DECT scan with Au/Sn 120 kV. Color-coded iodine-distribution maps were reconstructed for both protocols. Objective (CT attenuation in relevant vessels in HU, signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), perfused blood volume (PBV)) and subjective image quality (2 readers (R), 5-point Likert scale) as well as radiation dose parameters were documented and compared. Results: All CTPAs were of diagnostic image quality. Subjective image quality was rated as excellent or good in 80,9/82,4% (R1/R2) of DS-DECT scans and in 77,6/76,1% of SF-DECT scans. Subjective image quality of iodine maps of SF-DECT scans was rated lower by both readers. For objective image quality, CT attenuation in HU of relevant vessels did not differ significantly (p>0.05), while SNR and CNR of central vessels in the SF-collective were significantly higher (p<0.05); some PBV-values of the SF-collective were significantly higher (p<0.05). All assessed radiation dose parameters were significantly higher in the SF-collective (p<0.05). Conclusion: In the diagnostic workup of suspected PE the use of a split-filter enables dual-energy acquisition with a single-source CT scanner. However, this is associated with a lower image quality of iodine maps and a higher radiation dose compared to established DS scanners.

Unsicherheiten in der Reichweitevorhersage limitieren wesentlich das Ausnutzen der Vorteile von Protonentherapie gegenüber konventioneller Strahlentherapie. Die Verwendung von Zwei-Spektren-Computertomographie (DECT) zur direkten Vorhersage des Bremsvermögen (DirectSPR) ermöglicht eine relevante Verbesserung der Reichweitevorhersage gegenüber der üblicherweise verwendeten Ein-Spektren-Computertomographie (SECT). Im Rahmen dieser Dissertation wurde die Variation in der Reichweitevorhersage zwischen 17 europäischen Partikeltherapiezentren experimentell verglichen. Die Genauigkeit der Reichweitevorhersage bei Verwendung einer DirectSPR-Implementierung wurde umfassend quantifiziert und die Implementierung in die klinische Routine integriert. Dies führte zu einer Reduzierung des klinischen Sicherheitssaum um ca. 35% für die Behandlung von quasistatischen Tumoren in Kopf und Becken und damit einer Schonung des Normalgewebes sowie der das Zielgebiet umgebenden Risikoorgane. Darüber hinaus wurde die DirectSPR-Implementierung zur Bestimmung von Gewebeparametern sowie deren Variabilität für zehn Organe im Kopf und Becken in einer Patienkohorte genutzt. Die vorgestellten Ergebnisse etablieren DECT weiter als zukünftiges Standard-Bildgebungsverfahren in der Partikeltherapie.:1. Introduction 2. Proton therapy 2.1. Physical principles of proton therapy 2.2. Treatment with protons 2.3. Accuracy in proton therapy 3. CT Imaging for proton therapy 3.1. Principles of CT imaging 3.2. CT-based range prediction 3.3. Investigated phantoms and materials 3.4. DECT scan acquisition 3.5. Determination of proton stopping power for reference materials 4. Accuracy of stopping-power prediction in European proton centres 4.1. Study design 4.2. Experimental setup and analysis 4.3. Results 4.4. Discussion of determined deviations 4.5. Conclusion and outlook 4.6. Establishment of guidelines for HLUT calibration 5. Range uncertainties in DirectSPR-based treatment planning 5.1. Clinical implementation of DirectSPR 5.2. Uncertainty quantification 5.3. Resulting uncertainties in SPR prediction 5.4. Experimental validation 5.5. Dosimetric effect of range uncertainty reduction 5.6. Discussion 6. In-vivo tissue characterisation using DirectSPR 6.1. Tissue parameter determination by Woodard and White 6.2. Data preparation and analysis 6.3. Determined tissue parameters and variations 6.4. Discussion 7. The future of image-based range prediction 7.1. Particle imaging 7.2. Creation of synthetic CT images 7.3. Photon-counting computed tomography 8. Summary 9. Zusammenfassung A. Supplement A.1. Investigated materials A.2. EPTN study: Individual results A.3. DirectSPR validation results / Imaging-related range uncertainties effectively limit the full exploitation of the benefits proton therapy offers with respect to conventional photon radiotherapy. The use of dual-energy computed tomography (DECT) for direct stopping-power prediction (DirectSPR) was determined to provide relevant improvements in range prediction over commonly used singleenergy CT (SECT). Within this thesis, the variation in range prediction accuracy between 17 European particle treatment centres were experimentally quantified to determine the current status quo in the community. The overall range uncertainty when using a DirectSPR implementation in treatment planning was comprehensively quantified and the implementation integrated into the clinical workflow. This led to a reduction of clinical safety margins by about 35% for the treatment of quasi-static tumours in the head and pelvis, effectively reducing the dose to surrounding healthy tissue and organs at risk. The DirectSPR implementation was furthermore utilised to assess tissue parameters and their inter- and intra-patient variability for ten organs in the head and pelvis from a cohort of patients. The presented results further establish DirectSPR as the future standard imaging modality in particle therapy.:1. Introduction 2. Proton therapy 2.1. Physical principles of proton therapy 2.2. Treatment with protons 2.3. Accuracy in proton therapy 3. CT Imaging for proton therapy 3.1. Principles of CT imaging 3.2. CT-based range prediction 3.3. Investigated phantoms and materials 3.4. DECT scan acquisition 3.5. Determination of proton stopping power for reference materials 4. Accuracy of stopping-power prediction in European proton centres 4.1. Study design 4.2. Experimental setup and analysis 4.3. Results 4.4. Discussion of determined deviations 4.5. Conclusion and outlook 4.6. Establishment of guidelines for HLUT calibration 5. Range uncertainties in DirectSPR-based treatment planning 5.1. Clinical implementation of DirectSPR 5.2. Uncertainty quantification 5.3. Resulting uncertainties in SPR prediction 5.4. Experimental validation 5.5. Dosimetric effect of range uncertainty reduction 5.6. Discussion 6. In-vivo tissue characterisation using DirectSPR 6.1. Tissue parameter determination by Woodard and White 6.2. Data preparation and analysis 6.3. Determined tissue parameters and variations 6.4. Discussion 7. The future of image-based range prediction 7.1. Particle imaging 7.2. Creation of synthetic CT images 7.3. Photon-counting computed tomography 8. Summary 9. Zusammenfassung A. Supplement A.1. Investigated materials A.2. EPTN study: Individual results A.3. DirectSPR validation results

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. / 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.

Thrombozyten enthalten und sezernieren eine Vielzahl von Wachstumfaktoren, deren Mitwirkung an der Knochenbildung und –regeneration als gesichert gilt. Platelet-rich plasma (PRP) enthält eine hohe Thrombozytenkonzentration und somit auch dementsprechend hohe Spiegel von Wachstumsfaktoren. Ziel dieser Arbeit war eine Evaluation des Einflusses von PRP auf die Qualität und Quantität der interkorporellen knöchernen Fusion im Rahmen der ventralen Spondylodese von Wirbelkörperverletzungen mit Cage-Implantaten und autologer Spongiosa. In einer prospektiven Studie wurden 15 Patienten mit traumatischer Fraktur der BWS oder LWS ventral mit einem Cage-Implantat und autologer Spongiosa stabilisiert. Indikationsabhängig wurden additiv dorsale Fixateur interne und/oder ventrale Plattensysteme implantiert. Intraoperativ erfolgte die Kombination der autologen Spongiosa mit PRP. Dieses wurde direkt perioperativ aus max. 110 ml venösem Eigenblut des Patienten mit dem kommerziell erhältlichen GPS™-System (Biomet Deutschland GmbH, Berlin) hergestellt. Als Kontrollgruppe fungiert ein zufällig ausgewähltes Kollektiv von 20 Patienten mit traumtischer BWS- oder LWS-Fraktur. Diese wurden ebenfalls ventral mit Cage und autologer Spongiosa sowie zusätzlichen Implantaten stabilisiert, jedoch ohne den Einsatz von PRP. Im Rahmen der Nachbehandlung wurden nach durchschnittlich 8,33 Monaten (PRP-Gruppe) und 12,5 Monaten (Kontrolle) Computertomographien der instrumentierten Wirbelsäulenregion im Knochenfenster angefertigt. Anhand dieser wurde der Fusionsfortschritt exemplarisch für den linkslateralen Auftragungsbereich von Spongiosa bzw. Spongiosa/PRP um den Cage qualtitativ und quantifizierend mittles Volumetrie und Densitometrie (HU) erfasst. Es zeigte sich qualtitaiv bei 20% der PRP-Gruppe sowie 30% der Kontrollgruppe keine oder nur minimale linkslaterale Verknöcherung. Jeweils 40% wurden als durchgehend fusioniert klassifiziert. Quantifizierend ergab sich für beide Gruppen ein nahezu identischer mittlerer Volumenanteil > +100 HU (56,5 bzw. 56,6%) am linkslateralen Gesamtvolumen. Der Volumenanteil > +500 HU beträgt in der Kontrollgruppe 23,57% in der PRP-Gruppe hingegen 29,33%. Die absolute Dichte der Teilvolumina zeigt einen signifikant höheren Durchschnitsswert in der PRP-Gruppe (639,7 HU zu 514,2 HU) sowie nicht signifikant höhere Werte im Teilvolumen > +500 HU (930,7 HU zu 846 HU). Aus den VAS-Scores konnte für den gewählten Nachuntersuchungzeitraum kein signifikanter Unterschied im subjektiven, patientenbezogenen Outcome festgestellt werden. Insgesamt zeigt sich ein Trend, demnach der Einsatz von PRP eine Verbesserung der autologen Spongiosaplastik und damit der Verknöcherung um den Cage ermöglicht. Der bei Etablierung des Konzepts thrombozytärer Wachtsumsfaktoren-konzentrate zur Verbesserung der Knochenheilung erhoffte deutliche, klinische Effekt bleibt jedoch aus. / The effects of PRP were monitored by performing a controlled cohort study of patients undergoing an anterior spinal fusion. One group was treated with the addition of PRP. The growth factors contained within the blood platelets are known to play an important role in the new formation of bone following fractures or the implantation of bone grafts. But the results following the use of platelet-rich plasma in spinal fusion are not yet published. The study involved a group of 15 patients, who had suffered an injury of the thoracic or lumbar spine and had undergone an anterior fusion using cages. They had received an additional posterior stabilisation and/or anterior implants as well as bone graft combined with PRP. A control group made up of 20 patients received a similar treatment, but without the addition of PRP. A CT-Scan was performed of all patients during follow-up examinations. The area on the left side of the cage, where the bone graft with or without PRP had been applied, was analysed and the patients were divided into three classes, depending upon the rate of fusion: Complete fusion, incomplete fusion and no/minimal ossification. In cases, which were classified as complete or incomplete ossification, an additional CT volumetry and densitometry was performed. The patient-referred outcome was documented using the VAS spinal score. In both groups 40% of the patients had reached a complete fusion in the CT-Scans. No or minimal fusion was documented in 20% of the PRP group and 30% of the control group. When measuring the density within the newly formed bone mass, both groups showed nearly identical percentages with a density of over 100 Hounsfield units (HU). The share of bone with a density of over+500 HU was 29.33% in the PRP group) and 23.57% in the control group. Within the partition of over +100 HU the absolute density was significantly higher in the PRP group (639.7 vs. 514.2 HU). Similar results could be shown within the partition of over +500 HU (930.7 vs. 846 HU). The VAS-Scores showed no significant differences between the two groups. The additional application of autologous PRP involves very little risk for the patients. The study implies, that the use of PRP provides a faster fusion and higher density values within the fusion mass. A clear advancement in spinal fusion in terms of a clinical benefit remains questionable.

MRT und CT liefern komplementäre Informationen über die Strukturen der Cochlea. Um die genaue Lage der Elektrode nach Implantation eines CIs beurteilen zu können, wurden in der vorliegenden Arbeit präoperative MRT-Datensätze und postoperative CT-Datensätze mit dem frei erhältlichen Programm "3D-Slicer" fusioniert. Nach 1350 erfolgten Implantationen am Universitätsklinikum Würzburg konnte bei 16 Ohren die Qualität der Fusion beurteilt und bei 15 Ohren die intracochleäre Lage der CI-Elektroden evaluiert werden. Die manuelle Fusion der Datensätze wurde in einer reproduzierbaren Vorgehensweise umgesetzt und war der automatischen Registrierung überlegen. Bildfusion und -analyse ließen sich umso präziser und sicherer durchführen, je besser die Bildqualität und je kürzer der zeitliche Abstand zwischen der Akquisition von MRT und CT waren. Da die Cochlea bei Geburt bereits ausgewachsen ist, war die Fusion selbst bei den Kindern möglich, deren Schädel in der Zwischenzeit gewachsen war. Aufgrund der seltenen Indikation eines postoperativen CTs und mangelnder Standardisierung der Bildgebung konnte eine Analyse lediglich bei 15 der insgesamt 1350 Ohren mit CI durchgeführt werden. In diesen Fällen ließ sich die Fusion jedoch sehr gut durchführen. Die Sicherheit bei der Beurteilung der Elektrodenlage nimmt in den einzelnen Abschnitten der Cochlea von basal nach apikal ab. Unabhängig davon waren die Entscheidungen für die Elektrodenlage in der Scala tympani mit einer größeren Sicherheit gefällt worden als die für die Lage in der Scala vestibuli. Die genaue Elektrodenlage konnte im Rahmen dieser Studie zwar nicht anhand histologischer Schnitte bewiesen werden, jedoch stimmen die in den fusionierten Bildern analysierten Insertionsstellen mit den in den OP-Berichten dokumentierten Angaben überein. / MRI and CI offer complementary information on the temporal bone's structures. Preoperative MRIs and postoperative CTs were registered with the free programm "3D-Slicer" in order to evaluate the intracochlear position of the electrode of cochlear implants. Manual registration was performed in a reproducible procedure

The dromedary camel has a very high economic importance in the Arabic countries. Nevertheless, there is a very little background literature on the use of ultrasound (US) and computed tomography (CT) in dromedaries in comparison to other domestic and farm animal species. Therefore, the tarsal region of six cadaver limbs, obtained from three orthopedic disease free dromedary camels, was evaluated via radiography, US and CT. The limbs were frozen and sectioned transversely, sagittaly and dorsally. The anatomic structures were identified and correlated to the analogous structures on the corresponding CT slices and US images and published in two manuscripts. Radiography was performed in both standard (0º and 90º) oblique (45º and 135º) radiographic projections. The tarsus was investigated via US in four planes (dorsal, medial, lateral and plantar) and each plane was scrutinized in four levels (calcaneal tuber, tibial malleoli, base of calcaneus and proximal head of metatarsus) in both transverse and longitudinal views. Radiography provided a good representation of the bony structures and articulations with little information on the soft tissues of the tarsus and superimposition of the tarsal bones. Ultrasonography furnished adequate delineation of the peri-articular tissues of the tarsus and was limited to the bone surface. Computed tomography provided cross sectional imaging of the dromedary tarsus without bone and soft tissue overlap and allowed visualization and differentiation of tissues in almost every situation. This work was undertaken to document the normal appearance of the dromedary camel tarsus via radiography, ultrasonography, and computed tomography which may be used as a resource for interpretation of dromedary tarsal pathology using various diagnostic imaging modalities.

Zugl.: Giessen, Univ., Diss., 2009