In der vorliegenden Arbeit wurde mit einer Vielzahl an objektiven Messverfahren und subjektiven Einschätzungen, die Wirkungen und Nebenwirkungen von drei unterschiedlichen fraktional ablativen Lasersystemen in der Therapie der gealterten und chronisch lichtgeschädigten Haut einzelner Gesichtsareale, sowie des gesamten Gesichtes dargestellt: CO 2 -Laser; Er:YAG hot Laser; Er:YAG cold Laser. Dabei kamen profilometrische Messungen, Messung von Hautfunktionsparameter (Elastizität, Feuchtigkeit, Sebumgehalt), Bewertungen von Fotografien und Fragebögen zur Erfassungs des Wirkungsprofils einer Lasertherapie zur Anwendung.

Die genaue Abbildung des Verhaltens von technischen Spulen über einen weiten Frequenzbereich ist für eine präzise Modellierung von technischen Maschinen notwendig. Technische Spulen mit einem ferromagnetischen Kern zeigen andere Eigenschaften als ideale Spulen [1, 2]. Dies ist auf die Wirbelstromverluste, Hystereseverluste und ab einem bestimmten Frequenzbereich auftretenden Skineffektverlusten zurückzuführen. In diesem Beitrag werden zwei Verfahren der Modellierung von technischen Spulen, das klassische Modell und das fraktionale Modell, miteinander verglichen. Für beide Modelle werden die Parameter anhand der Methode der kleinsten Fehlerquadrate (MKQ) identifiziert. Die gewonnenen Ergebnisse werden an Messungen validiert.

In der vorliegenden Arbeit wurde mit einer Vielzahl an objektiven Messverfahren und subjektiven Einschätzungen, die Wirkungen und Nebenwirkungen von drei unterschiedlichen fraktional ablativen Lasersystemen in der Therapie der gealterten und chronisch lichtgeschädigten Haut einzelner Gesichtsareale, sowie des gesamten Gesichtes dargestellt: CO 2 -Laser; Er:YAG hot Laser; Er:YAG cold Laser. Dabei kamen profilometrische Messungen, Messung von Hautfunktionsparameter (Elastizität, Feuchtigkeit, Sebumgehalt), Bewertungen von Fotografien und Fragebögen zur Erfassungs des Wirkungsprofils einer Lasertherapie zur Anwendung.:Inhaltsverzeichnis 1 EINLEITUNG 1 1.1 EINFÜHRUNG IN DIE THEMATIK 1 1.2 Darstellung der Lasersysteme für die Therapie der gealterten Haut 2 1.3 Darstellung von Verfahren zur Evaluation der Therapieergebnisse 6 1.4 Zielstellung 9 1.5 Fragestellungen 9 2. MATERIAL UND METHODEN 10 2.1 Studiendesign und Studienprotokoll 10 2.2 Probanden 11 2.3 Randomisierung 11 2.4 Versicherung und Ethik 11 2.5 Ablauf der Behandlung 12 2.6 Angewandte Lasersysteme 13 2.7 Messgeräte zur Erfassung von Hautveränderungen 15 2.8 Patientenfragebögen 23 2.9 Digitale Fotografien 24 2.10 STATISTIK 24 3 ERGEBNISSE 26 3.1 Hautveränderungen nach 3 Behandlungen gemessen mit PRIMOS 28 3.2 Veränderung der Hautfunktionsparameter nach 3 Behandlungen gemessen mit MPA 5 37 3.3 Auswertung der digitalen Fotografien: Blinded Evaluation 43 3.4 Auswertung der Patientenfragebögen 47 4 DISKUSSION 71 4.1 Evaluation der mit PRIMOS gewonnenen Messergebnisse 71 4.2 Evaluation der mit MPA 5 gewonnenen Messergebnisse 74 4.3 Evaluation subjektiver Behandlungseindrücke mittels Fragebögen 76 4.4 Vergleich der Ergebnisse der digitalen Fotografien mit ausgewählten objektiven Parametern und subjektiven Probandenbeurteilungen 81 4.5 Beantwortung der Fragestellungen 84 4.6 Schlussfolgerungen 85 5 ZUSAMMENFASSUNG DER ARBEIT 86 6 LITERATURVERZEICHNIS 90 7 ANHANG 97

Zu den wichtigsten Werkzeugen in der medizinischen Diagnostik gehören bildgebende Verfahren, wie die Magnetresonanztomographie. Ein weiteres diagnostisches Hilfsmittel ist die Palpation, die es erlaubt, Veränderungen oberflächennaher Organe qualitativ zu erfassen. Die Magnetresonanzelastographie (MRE) stellt eine Kombination dieser Techniken dar. Das Prinzip der MRE besteht darin Gewebedeformationen aufgrund extern induzierter Scherwellen mittels bewegungssensitiver MR-Bildgebung darzustellen und über die Art der Deformation auf die Elastizität des Gewebes zu schließen. Einen großen Anteil schwerwiegender Erkrankungen bilden Störungen des Herz-Kreislaufsystems. Das Ziel dieser Arbeit war es, eine Methode zu entwickeln, die in-vivo MRE am menschlichen Herzen ermöglicht. Die Weiterentwicklung der mechanischen Anregungseinheit ergab mit Einführung eines Audio-Lautsprechers das nötige Instrument, Vibrationen in innere Organe zu übertragen. Der entscheidende Faktor bei der Herz-MRE war die Geschwindigkeit der Aufnahme, die zur Entwicklung der ''fraktionierten MRE'' führte. Die Basis waren schnelle Herzbildgebungstechniken, wie die balancierte Steady-State- (bSSFP) und Spoiled Steady-State-Technik (SPGRE). Die Einführung eines unbalancierten Phasenpräparationsgradienten in der bSSFP-Aufnahmetechnik lieferte ein verbessertes SNR und zusammen mit der SPGRE-MRE-Aufnahmetechnik ließen sich damit MRE-Studien auch am menschlichen Herzen durchführen. Es gelang erstmals, extern induzierte mechanische Schwingungen in das Herz zu koppeln und mittels fraktionierter MRE mit hoher zeitlicher Auflösung zu detektieren. Die in 6 gesunden Probanden beobachtete Modulation der Scherwellenamplituden innerhalb des Myokards korrelierte sehr gut mit den Kontraktionszuständen des Herzens. Die entwickelten Techniken und Methoden sind ein Schritt hin zur routinemäßigen klinischen Anwendung der MRE am Herzen und deuten auf ein hohes Potential im Bereich der Diagnostik kardialer Erkrankungen hin. / Imaging techniques, including magnetic resonance imaging, belong to the most important tools in modern medical diagnostics. Another diagnostic aid is palpation, which is suitable for the qualitative characterization of pathological changes in organs near the surface. Magnetic resonance elastography (MRE) is a combination of these techniques. In principle, MRE uses motion-sensitive MR-imaging to depict tissue deformation caused by externally induced shear waves. The type of deformation supply useful information about the elasticity of the tissue. Cardiac disorders are among the most common diseases. The goal of this study was to develop a method of applying in-vivo MRE to the human heart. The development of the mechanical stimulus, ultimately resulting in the introduction of an audio speaker as the source of vibration, provided the necessary means to introduce vibrations into inner organs. A crucial factor in applying MRE to the heart is the speed of the recording, which led to the development of "fractional MRE". The currently conventional fast heart imaging techniques were used as a starting point. The use of an unbalanced phase preparation gradient in the balanced steady-state imaging technique resulted in an improved phase-to-noise ratio. Along with the spoiled steady-state MRE imaging technique, initial MRE-studies on the human heart were performed. For the first time, externally induced mechanical vibrations were successfully introduced into the heart and were detected using fractional MRE with a high temporal resolution. The modulation of the shear wave amplitudes observed in the myocard of 6 healthy subjects correlated with the phases of the cardiac cycle. The techniques and methods developed here are a step toward routine clinical application of MRE of the heart and indicate high potential in the area of early diagnosis of cardiac disease.

Die Arbeit beschreibt eine Modellierung des Materialverhaltens von Faser-Kunststoff-Verbunden unter Berücksichtigung der lokalen Materialstruktur, den konstitutiven Eigenschaften der Verbundbestandteile sowie charakteristischer Schädigungsphönomene. Die Diskretisierung eines repräsentativen Ausschnitts der Materialstruktur erfolgt unter Verwendung der erweiterten Finiten-Elemente-Methode (XFEM). Sie ermöglicht die effiziente Modellierung des Steifigkeitssprunges an den inneren Materialgrenzen und deren Versagen. Der Verlauf der Elementgrenzen muss dabei nicht an die Materialstruktur angepasst werden. Für die Beschreibung der Dehnratenabhängigkeit der polymeren Matrix wird ein Modell der nichtlinearen fraktionalen Viskoelastizität angewendet. Die Kombination mit einem nichtlokalen Kontinuumsschädigungsmodell ermöglicht weiterhin die Modellierung einer verzerrungsgesteuerten Schädigung des Matrixwerkstoffs. Die Parametrisierung, Validierung des Gesamtmodells erfolgt anhand ausgewählter experimenteller Untersuchungen an einem unidirektional verstärkten Glasfaser-Polypropylen-Verbund. / The thesis addresses the modelling of the material behavior of fibre reinforced polymers. It systematically includes the influence of the local material structure, the mechanical behaviour of the consituents and characteristic damage phenomena. The diskretisation of a representative volume element of the material structure is based on the extended finite element method (XFEM). It allows for an efficient modelling of the stiffness jump at internal material boundaries as well as their damage. With the XFEM, the element boundaries are no longer required to coincide with the material structure. The approximation of the strain rate dependence of the polymeric matrix is based on a nonlinear, fractional viscoelasticity approach. Its combination with a nonlocal strain driven continuum damage modell allows for the modelling of damage effects. The parametrisation and validation of the overall approach is based on a comparison with experimental results for a unidirectional reinforced glass-fibre-polypropylene composite.

Die Arbeit beschreibt eine Modellierung des Materialverhaltens von Faser-Kunststoff-Verbunden unter Berücksichtigung der lokalen Materialstruktur, den konstitutiven Eigenschaften der Verbundbestandteile sowie charakteristischer Schädigungsphönomene. Die Diskretisierung eines repräsentativen Ausschnitts der Materialstruktur erfolgt unter Verwendung der erweiterten Finiten-Elemente-Methode (XFEM). Sie ermöglicht die effiziente Modellierung des Steifigkeitssprunges an den inneren Materialgrenzen und deren Versagen. Der Verlauf der Elementgrenzen muss dabei nicht an die Materialstruktur angepasst werden. Für die Beschreibung der Dehnratenabhängigkeit der polymeren Matrix wird ein Modell der nichtlinearen fraktionalen Viskoelastizität angewendet. Die Kombination mit einem nichtlokalen Kontinuumsschädigungsmodell ermöglicht weiterhin die Modellierung einer verzerrungsgesteuerten Schädigung des Matrixwerkstoffs. Die Parametrisierung, Validierung des Gesamtmodells erfolgt anhand ausgewählter experimenteller Untersuchungen an einem unidirektional verstärkten Glasfaser-Polypropylen-Verbund. / The thesis addresses the modelling of the material behavior of fibre reinforced polymers. It systematically includes the influence of the local material structure, the mechanical behaviour of the consituents and characteristic damage phenomena. The diskretisation of a representative volume element of the material structure is based on the extended finite element method (XFEM). It allows for an efficient modelling of the stiffness jump at internal material boundaries as well as their damage. With the XFEM, the element boundaries are no longer required to coincide with the material structure. The approximation of the strain rate dependence of the polymeric matrix is based on a nonlinear, fractional viscoelasticity approach. Its combination with a nonlocal strain driven continuum damage modell allows for the modelling of damage effects. The parametrisation and validation of the overall approach is based on a comparison with experimental results for a unidirectional reinforced glass-fibre-polypropylene composite.