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Thirty-four patients with acute hemispheric ischemic strokes underwent both CT angiography and contrast-enhanced transcranial color-coded duplexsonography (TCCD) to study the effectiveness of the combined noninvasive techniques for evaluation of the circle of Willis. In 3/34 patients, CT angiography and contrast-enhanced TCCD demonstrated middle cerebral artery (MCA) occlusion, in 5 others MCA stenosis. A severe posterior cerebral artery stenosis was missed by CT angiography. In 8 patients, contrast-enhanced TCCD failed because of poor bone windows. In these patients, CT angiography was normal. CT angiography and contrast-enhanced TCCD are complementary noninvasive diagnostic tools. Disagreements between the diagnostic findings of these methods still need further evaluation by digital subtraction angiography. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Die vorliegende Arbeit untersucht, wie die genaue Kenntnis der Sende- und Empfangsschallfelder eines Ultraschallwandlers zur Entwicklung neuer Meßverfahren genutzt werden kann. Insbesondere werden dargestellt: - ein neuartiges, nichtscannendes Verfahren zur Bestimmung der Krümmung eines Reflektors, basierend auf der Analyse der Wellenfrontkrümmung reflektierter Schallfelder - ein neuartiges, nichtinvasives Verfahren zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in einer Flüssigkeit durch Auswertung der Echosignale von im Ausbreitungsmedium vorhandenen Streupartikeln und - ein Verfahren zur Wandlercharakterisierung durch Messungen in Fluiden mit Streupartikeln, sowie verschiedene Zuordnungen von Schallfeldmerkmalen zu spezifischen Eigenschaften eines Ultraschallwandlers. Im Zusammenspiel von Simulation und Experiment konnten die Funktionstüchtigkeit aller Meßverfahren nachgewiesen und vielversprechende innovative Ansätze für zukünftige Entwicklungen angeregt werden: 1. Das nichtscannende Verfahren zur Krümmungsmessung erlaubt bei guter Justage eine Krümmungsbestimmung von Reflektoren mit Radien zwischen 6 und 11 mm mit einer Unsicherheit von ungefähr 0,5 mm. In Kombination mit herkömmlichen scannenden Verfahren bietet es Ansätze zur präzisen Größenbestimmung von Fehlern in der zerstörungsfreien Prüfung. 2. Das Verfahren zur nichtinvasiven Schallgeschwindigkeitsmessung erlaubt eine Bestimmung von Schallgeschwindigkeiten mit einer statistischen Meßunsicherheit von 0,1 %. Mögliche Weiterentwicklungen zur Messung der Schallgeschwindigkeit mit örtlicher Auflösung und zur Gewinnung neuer Diagnosemöglichkeiten in Metallurgie (nichtinvasive Charakterisierung von Mischungsvorgängen) und Biomedizintechnik (nichtinvasive Temperaturmessung in Körpergewebe zur Überwachung der Hyperthermiebehandlung, Gewebecharakterisierung) werden erläutert. Aus verschiedenen bekannten sowie einem neuartigen, leicht anwendbaren Meßverfahren werden neue Schlüsse gezogen a) zur Bestimmung der akustisch effektiven Elementgröße von Wandlerelementen mittels Schallfeldmessungen, b) zur Qualitätssicherung im Hinblick auf Schallkopfasymmetrien und c) zur Verbesserung von Schallfeldsimulationen. / The current thesis explores how the precise knowledge of the sending and receiving sound fields of an ultrasonic transducer can contribute to the development of novel measuring techniques. Emphasis is placed on: - a novel, non-scanning method for the determination of the curvature radius of a spherical reflector, based on the analysis of the wave front curvature of the reflected sound field, - a novel non-invasive method for sound velocity measurements in fluids using the echo signals from scattering particles, and - novel conclusions on how to use well-known sound field measurement methods for transducer characterisation, as well as an introduction to a novel easy-to-use method for transducer characterisation exploiting the echo signals from scattering particles. Proof of concept is shown for all methods by simulation and measurement, and different promising improvements for further techniques are suggested: - The non-scanning method for curvature measurements makes it possible to determine reflector radii between 6 and 11 mm with an uncertainty of about 0.5 mm, provided that there is a good reflector alignment. In combination with conventional methods, a novel approach for the determination of the size of discontinuities in non-destructive testing is outlined. - The method for non-invasive sound velocity measurements allows the determination of sound velocity in homogeneous fluids with a statistical uncertainty of 0.1 %. Future improvements are suggested to allow sound velocity measurements with local resolution, which enables novel approaches for metallurgy (non-invasive characterisation of mixing processes) and biomedical engineering (non-invasive temperature control for hyperthermia treatment, tissue characterisation). - New conclusions are drawn based on well-established and a novel easy-to-implement measurement method regarding a) the determination of the acoustically effective element size of transducer elements, b) transducer asymmetries, thereby improving quality control, and c) the improvement of sound field simulations.

Since its introduction, contrast-enhanced ultrasonography (CEUS) has significantly extended the value of ultrasonography (US). CEUS can be used to more accurately determine pancreatic lesions compared to conventional US or to characterize lesions already detectable by US. Thus, CEUS can aid in the differential diagnosis of pancreatic tumors. Using US contrast media, it is possible to visually detect microvessels in the majority of pancreatic ductal adenocarcinomas. Thus, the use of quantitatively evaluated transabdominal CEUS can help in the differentiation of patients with mass-forming pancreatitis from patients with pancreatic adenocarcinomas. In neuroendocrine pancreatic tumors, different enhancement patterns can be observed in relation to the tumor mass: larger ones show a rapid early enhancement sometimes combined with necrotic central structures, and smaller ones disclose a capillary-blush enhancement. Pseudocysts, the most widespread cystic lesions of the pancreas, are not vascularized. They do not show any signal in CEUS and remain entirely anechoic in all phases, while true cystic pancreatic tumors usually have vascularized septa and parietal nodules. In summary, CEUS is effective for differentiating solid pancreatic tumors in most cases. CEUS is safe and cost effective and can better discriminate solid from cystic pancreatic lesions, thereby directing further imaging modalities. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

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Ein großer Vorteil von Kunststoffbauteilen ist neben funktionellen Vorzügen die Kosten- und Gewichtsreduzierung durch integrale Gestaltungsmöglichkeiten. Es können Geometrien umgesetzt werden, die mit metallischen Werkstoffen nur unter hohem Aufwand realisierbar sind. Insbesondere im Bereich der Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) gibt es hohen Forschungsbedarf hinsichtlich Reduzierung von Herstellungskosten, Erhöhung der Langlebigkeit aber auch der Reparaturfähigkeit. Die Erkennung von Defekten ist dabei eine grundlegende Voraussetzung. Für einen FKV-Serieneinsatz im Automobilbau gibt es jedoch kein bekanntes und ausreichendes Prüfkonzept der Schadenserkennung für die geforderten Stückzahlen. Die aus der Luft- und Raumfahrt bekannten Methoden lassen sich aufgrund ihres hohen apparativen Aufwandes und der eingeschränkten Tauglichkeit bezüglich geometrisch komplexer Bauteile nicht unmittelbar übernehmen. Es bestehen andere Anforderungen an ein Prüfkonzept für FKV-Bauteile im Automobilbau. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zerstörungsfreie Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung zur Detektion nicht sichtbarer Schäden systematisch untersucht und bewertet. Der Fokus lag dabei auf Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen des Automobils, die sowohl eine flächige als auch eine mehrfach gekrümmte Bauteilstruktur mit nicht-homogenen Wanddicken aufweisen können. In Abhängigkeit von der Art der Schädigung, etwa Einschlüsse, Zwischenfaserrisse oder Delaminationen wurden die unterschiedlichen Verfahren vergleichend in Hinblick auf Detektionssicherheit, -grenzen und Einschränkungen durch gegebene geometrische sowie werkstoffliche Bauteilausführungen bewertet und ein Konzept für eine fertigungsbegleitende Qualitätssicherung entwickelt.

An 53 Hündinnen aus dem Patientengut der Klinik für Kleintiere der Universität Leipzig, die mit Umfangsvermehrungen der Mamma vorgestellt und anschließend in der Klinik für Kleintiere operiert wurden, wurde präoperativ eine sonographische Untersuchung der Mamma durchgeführt. Darüber hinaus wurden die Mammarkomplexe von acht tragenden und einer laktierenden Hündin mit dieser Technik untersucht. Ziel war es, Kriterien zur Einschätzung der Dignität der Tumoren mit Hilfe dieser nichtinvasiven Methode zu erarbeiten. Es sollten die Fragen geklärt werden, ob mit Hilfe der hochauflösenden Sonographie eine Aussage über Gut- oder Bösartigkeit eines Herdes möglich ist und ob dabei dieselben Kriterien entscheidend sind, die in der Humanmedizin eine zuverlässige Differenzierung erlauben. Außerdem sollte überprüft werden, welchen Beitrag die farbkodierte Duplexsonographie oder Resistance- und Pulsatilitätsindex zur Charakterisierung von Mammatumoren der Hündin leisten. Die Gesamtzahl der in die Studie eingehenden Komplexe beträgt 114. Die sonographischen Untersuchungen erfolgten mit einem 14 MHz Matrix-Linearschallkopf. Bei 70 der 114 untersuchten Lokalisationen erfolgte zusätzlich zur B-Mode-Untersuchung eine Untersuchung mit der farbkodierten Duplexsonographie. Konnten mit Hilfe dieser Methode Gefäße in der Umfangsvermehrung nachgewiesen werden, wurde in 47 von 70 Fäl-len zusätzlich der PW-Doppler eingesetzt, um Flussspektren aus den dargestellten Gefäßen abzuleiten. Aus diesen wurden Resistance-Index und Pulsatilitätsindex bestimmt. Bei der retrospektiven Auswertung der Grauwertbilder aus der B-Mode-Untersuchung wurde für jeden Komplex die Ausprägung von 12 Parametern beurteilt. Die Bilder aus der farbkodierten Duplexsonographie lieferten zusätzlich Informationen zu Gefäßzahl, Gefäßdurchmesser und Gefäßverteilung innerhalb eines Tumors. Die Exstirpate wurden pathohistologisch untersucht. Die aus der Gewebetypisierung entsprechend der WHO-Klassifikation resultierenden Gruppen sind so klein, dass nur eine deskriptive statistische Auswertung möglich war. Es erfolgte die Zusammenfassung unterschiedlicher Gewebetypen zu den Gruppen der „malignen“ bzw. „benignen“ Tumoren. Für Malignität sprechen eine unregelmäßige Randkontur (32 von 61 malignen, 4 von 48 benignen Lokalisationen), eine Schallverstärkung (36/61 malignen, 9/48 benignen Lokalisationen) oder –auslöschung (8/61 malignen, 0 /48 benignen Lokalisationen) hinter dem Tumor, Verkalkungen (20/61 malignen, 6/48 benignen Lokalisationen) sowie ein unregelmäßiger Durchmesser der Tumorgefäße (25/61 malignen, 12/48 benignen Lokalisationen). Meist gutartig sind Umfangsvermehrungen der Mamma, denen sonographisch eine klare Abgrenzung zum umgebenden Gewebe fehlt (15/61 malignen, 36/48 benignen Lokalisationen). Außerdem solche mit indifferentem retroläsionalem Schallverhalten (17/61 malignen, 39/48 benignen Lokalisationen). Kombiniert man mehrere der Parameter miteinander, ist die resultierende Teilmenge der betreffenden Läsionen kleiner, die Aussagekraft höher. Für Bösartigkeit spricht beispielsweise eine Kombination von Verkalkung und unregelmäßiger Randkontur (13 von 61 malignen, 1 von 48 benignen Lokalisationen), Verkalkung und echodichtem Randsaum („deutlich“ oder „fraglich“; 9/61 malignen, 0/48 benignen Lokalisationen) sowie mittlerer Echodichte und retroläsionaler Schallverstärkung (21/61 malignen, 6/48 benignen Lokalisationen). Für Gutartigkeit sprechen mittlere Echodichte des Tumorzentrums in Kombination mit indifferentem Schallverhalten (13/61 malignen, 33/48 benignen Lokalisationen) sowie regelmäßiger Gefäßdurchmesser bei diffuser Gefäßverteilung (3/36 malignen, 14/29 benignen Lokalisationen). Es konnte dargestellt werden, dass sich mit Hilfe der hochauflösenden B-Mode-Sonographie Kriterien aufzeigen lassen, die tendenziell für Gut- oder Bösartigkeit eines Mammatumors sprechen. Dabei ist es zweckmäßig, mehrere Parameter in die Beurteilung einfließen zu lassen. Auch die farbkodierte Duplexsonographie kann dabei einen Beitrag leisten. Die Ermittlung von Resistance- und Pulsatilitätsindex hingegen erweist sich als nicht sinnvoll. Ein Parameter, welcher in der Humanmedizin eine entscheidende Rolle zur Unterscheidung bösartiger von gutartigen Tumoren der Mamma spielt ist die Randkontur eines Tumors. Dies ist das einzige Kriterium, das auch bei Mammatumoren der Hündin einen diagnostischen Nutzen aufweist. Anhand einzelner sonographischer Parameter ist es nicht möglich, die Dignität eines Tumors vorherzusagen. Die sonographische Untersuchung kann jedoch in einigen Fällen beim Abschätzen der Prognose helfen. / In 53 bitches that underwent surgery because of tumors of the mammary gland at the Department of small animal medicine of the University of Leipzig we carried out a preoperative ultrasonographic examination of the mammary gland. Furthermore eight pregnant and one lactating bitch were examined the same way. We aimed to find out, whether high-resolution ultrasound helps differentiate benign from malignant tumors. Also we wanted to evaluate criteria established for that purpose in human medicine. Use of colour-coded duplex sonography, resistance index and pulsatility index for this question are reassessed too. The total number of mammary complexes examined for this study is 114. A GE Logiq™ 9 with a 14 MHz linear array transducer was used for all examinations. Seventy of the 114 sites of mammary tissue underwent a colour-coded duplex sonography after the B scan. Blood vessels were detectet in 70 of the tumors. In 47 of these sites the PW-Doppler was used to gain flow patterns to achieve resistance- and pulsatility-index. The images were analysed retrospectively. In B scan images lesions were judged by 12 parameters. Additional information about number, diameter and distribution of vessels within a tumor was taken from the images of colour-coded duplex sonography. The excised complexes were evaluated pathohistologically. Only descriptive statistical analysis was possible because the resulting groups were very small after being sorted according to WHO-classification. Therefore the complexes of mammary glands were subsumpted into two groups – „malignant“ and „benign“ tumours. An irregular contour of the tumor (32 of 61 malignant, 4 of 48 benign tumors), signal enhancement (36/61 malignant, 9/48 benign tumors) or total shadowing (8/61 malignant, 0/48 benign tumors) behind the tumor, calcification (20/61 malignant, 6/48 benign tumors) and irregular vessel diameters (25/61 malignant, 12/48 benign tumors) are signs of malignancy. Tumors that miss a clearly detactable borderline (15/61 malignant, 36/48 benign tumors) and tumors with no signal alteration behind the tumor (17/61 malignant, 39/48 benign tumors) are benign more often. The combination of parameters reduces the number of adequate tumors and rises significance. A tumor showing an irregular contour and calcification (13/61 malignant, 1/48 benign tumors) is more likely to be malignant as well as a tumor of medium echodensity showing signal enhancement (21/61 malignant, 6/48 benign tumors). Tumors of medium echodensity without signal alteration behind the lesion (13/61 malignant, 33/48 benign tumors) and tumors with diffusely distributed vessels of regular diameter (3/36 malignant, 14/29 benign tumors) are more likely to be benign. It could be shown that high-resolution B scan parameters can help differentiate between malignant and benign tumors of the mammary gland, especially if they are used in combination with each other. Parameters from colour-coded duplex sonography can increase predicting value of B scan examinations too but there is no use of analysing resistance index or pulsatility index. One of the criteria established in human medicine ist the contour of a tumor. This parameter is of diagnostic use in mammary tumours of the bitch too. It is not possible to clearly predict the character of a tumor of the mammary gland of a bitch by only a few parameters based on a sonogram but sonographic examination can be helpful for assessing prognosis sometimes.

In dieser Arbeit wird die Beschichtung von Substraten mit Hilfe einer Ultraschallsprühanlage beschrieben. Es wurden Dispersionen aus Siliziumnanopartikeln und Organosiliziumpräkursoren genutzt, um Beschichtungen mit verschiedenen Dicken im Bereich von einigen hundert Nanometern bis zu mehreren Mikrometern auf verschiedenen metallischen Substraten zu erzeugen. Anschließend wurden diese der Blitzlampentemperung (FLA) unterzogen. Bei dünnen Beschichtungen mit Dicken von ca. 19 µm wurden nach der Blitzlampentemperung Filme auf dem Substrat erzeugt. Es wurden unterschiedliche Objektgrößen nach der Blitzlampentemperung in Abhängigkeit von dem Umgebungsdruck und der Pulslänge beobachtet. Bei dickeren Beschichtungen mit Dicken von ca. 38 µm bzw. 57 µm wurden selbstablösende Folien aus Silizium bei moderaten Pulsenergien von 4 J/cm² und durch das Anlegen von 5∙10-3 mbar Unterdruck während der Blitzlampentemperung hergestellt. Durch die Verwendung von Pulslängen mit 17,5 ms und Energien von bis zu 60 J/cm² wurden aus den ca. 38 µm dicken Beschichtungen nach der Blitzlampentemperung durch Übertragung auf ein Molybdänsubstrat ultradünne Siliziumschichten mit 280 nm Schichtdicke erzeugt. Mit Hilfe von Siliziumpresslingen wurde die maximale Eindringtiefe der Energie bei der Blitzlampentemperung ermittelt. Diese wurden bei verschiedenen Pulslängen und Energien mit der Blitzlampe getempert. Durch das Brechungsvermögen der Presslinge wurde an diesen sowohl die Oberfläche als auch durch Querschnittsaufnahmen die Sinterung bzw. das Schmelzen in der Tiefe nach der Blitzlampentemperung untersucht. Der Einfluss der Blitzlampentemperung auf die Polymorphie und die Kristallinität von Bis-mut(III)oxiden wurde untersucht. Die Charakterisierung der Siliziumfolien, Siliziumschichten und Siliziumpresslinge als auch der Bismut(III)oxide erfolgte unter anderem mittels Röntgenpulverdiffraktometrie, Rasterelektronenmikroskopie sowie Röntgenphotoelektronenspektroskopie.

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