Volume 50, Issue 9

Ziel: Die 2-dimensionale Messung der zeitaufgelösten Autofluoreszenz besitzt in der Kombination von konfokaler Laser Scanner Technik und dem zeitkorrelierten Einzelphotonenzählen das Potential für die Erfassung des Stoffwechselzustandes am Augenhintergrund. Es war zu untersuchen, inwieweit diese Messungen durch die Autofluoreszenz der vorgelagerten Augenlinse gestört sind. Methode: Die zeitaufgelöste Autofluoreszenz wurde in 40 Grad Bildern des Augenhintergrundes von 21 Patienten mit altersbezogener Makuladegeneration (AMD) und von 26 Augengesunden gemessen. Es wurde die an der Universitätsaugenklinik Jena entwickelte Anordnung verwendet, in der der Augenhintergrund während des Scannens mit Prholrate von 40 MHz bei 446 nm angeregt wurde. Die Autofluoreszenz wurde mit einer Auflösung von 25 ps für Wellenlängen > 500 nm detektiert. Die dynamische Autofluoreszenz wurde für jeden Bildpunkt mit einer tri-exponentiellen Modellfunktion approximiert. Um den Einfluss der Fluoreszenz der natürlichen Augenlinse zu bestimmen, wurden gesunde Augen und Augen mit implantierter künstlicher Linse verglichen. Für den Vergleich wurden die Häufigkeiten herangezogen, mit der die Abklingzeiten t1, t2 und t3 in den Augenhintergrundsbildern berechnet worden waren. Ergebnisse: Es ergaben sich deutliche Unterschiede in den Häufigkeitsverteilungen der Fluoreszenzlebensdauern zwischen AMD-Patienten und Augengesunden. Aus einer kritischen Analyse folgte jedoch, dass die Fluoreszenz der natürlichen Augenlinse durch das konfokale Laser Scanning Prinzip nicht ausreichend unterdrückt wird. Insbesondere die lange Abklingzeit t3 ist durch die Fluoreszenz der Augenlinse von ca. 4.6 ns überlagert. Zur vollständige Unterdrückung des Einflusses der Linsenfluoreszenz bei Messungen der zeitaufgelösten Autofluoreszenz vom Augenhintergrund wird vorgeschlagen, das Prinzip der konfokalen Laser Scanner Technik mit dem Prinzip der Aperturblendenteilung zu kombinieren. Schlussfolgerung: Um die Leistungsfähigkeit von Messungen der zeitaufgelösten Autofluoreszenz des Augenhintergrundes als diagnostisches Werkzeug exakt bestimmen zu können, ist der Einfluss der Linsenfluoreszenz durch die Kombination von konfokaler Laser Scanning Ophthalmoskopie mit dem Prinzip der Aperturblendenteilung entscheidend zu verringern.   Goal: The 2-dimensional measurement of the time-dependent autofluorescence has in combination of confocal laser scanner technique and time correlated single photon counting the potential for the investigation of the metabolism state at the eye ground. It was to be examined, to what extent these measurements are influenced through the auto-fluorescence of the crystalline lens. Material and method: The time-dependent auto-fluorescence was measured on eyes of 21 patients with age-related macular degeneration (AMD) and of 26 healthy subjects in 40 degrees fundus images. The experimental set-up used, was developed at the eye clinic of the University of Jena. In this scanning laser ophthalmoscope, the fundus was excited at 446 nm by pulses of 100 ps full width at half maximum and 40 MHz repetition rate. The auto-fluorescence was detected with a time resolution of 25 ps for wavelengths > 500 nm. The dynamic auto-fluorescence of each pixel was approximated by a tri-exponential model function. In order to determine the influence of the fluorescence of the crystalline lens, healthy eyes and eyes were compared with implanted artificial intra-ocular lenses. For comparison the frequency distributions were used, which the decay times t1, t2 and t3 in the fundus images had been calculated with. Results: Clear differences were shown in the frequency distributions of the fluorescence lifetimes between AMD-patients and healthy subjects. It resulted, however, from a crucial analysis that the fluorescence of the crystalline lens is not suppressed by the confocal laser scanning principle sufficiently. In particular the long lifetime t3 is overlapped by the fluorescence of the crystalline lens of about 4.6 ns. To the complete suppression of the influence of the lens fluorescence in measurements of the time-resolved fundus auto-fluorescence it is suggested to combine the confocal laser scanning technique with the principle of the aperture diaphragm division. Conclusion: In order to be able to determine the capability of measurements of the time-dependent fundus auto-fluorescence as diagnostic tool exactly, the influence of the crystalline lens is to reduce through the combination of confocal laser scanning ophthalmoscopy with the principle of the aperture diaphragm division diversely.

Synopsis Measuring devices for the quantitative assessment of thermal and pain thresholds are either simple and only suited for inexact tests or accurate and objective but expensive. The aim was there for to develop a cost effective device to enable a short and practical test of neurosensibility under clinical conditions. The result of this development is a new thermosensibility-measuring device (TSM) consisting of the measuring unit itself and a thermal probe. The data are registered and analysed through direct data transfer to a connected PC. Investigations carried out with this device revealed the construction to be efficient and easy to handle under clinical conditions. The TSM provides the examiner with the opportunity to monitor the neurosensory function of peripheral nerves in a reproducible way. Zusammenfassung Wegen der Diskrepanz zwischen einfach handhabbaren, ungenauen und objektiven, exakten aber teuren Sensibilitätstests entstand die Idee, ein Thermosensibilitätsmessgerät (TSM) zur quantitativen Analyse von Temperaturfühl- und Schmerzschwellen zu entwickeln, das preiswert und einfach aufgebaut sein sollte und eine praktikable, kurzdauernde Messung des Gefühles oder seiner Störungen unter klinischen Bedingungen gestattet. Das TSM, dessen Aufbau in diesem Artikel beschrieben wird, besteht aus dem eigentlichen Messgerät und einer Thermode. Die Datenerfassung wird mit einem PC durchgeführt. Der einfache und effiziente Aufbau ermöglicht ein gute Handhabbarkeit unter klinischen Bedingungen. Das TSM bietet dem Untersucher die Möglichkeit, die Funktion peripherer Nerven auf eine objektive, reproduzierbare und genaue Art und Weise zu prüfen.

Ziel. Magnetisch markierte Zellen (MMZ) führen zu Verzerrungen der Magnetfeldverteilung sowohl auf mikroskopischer als auch makroskopischer Ebene. Die aus der räumlich inhomogenen Feldverteilung resultierenden Verschiebungen der Resonanzfrequenzen werden zur Detektion MMZ mittels positiver MR Kontraste verwendet. Material und Methoden. Geringe Konzentration (0, 5, 20, 30, 50, 75, und 150 MMZ/μl) und hohe Konzentrationen (10·10 3 , 30·10 3 , 60·10 3 , und 100·10 3 MMZ/10 μl) magnetisch markierter SK-Mel28 Zellen wurden in einem Agargel präpariert. Sinc-förmige spektral selektive Sättigungspulse (SSS) verschiedener Bandbreite (BW sat = 100 Hz, 200 Hz, 400 Hz, und 800 Hz) wurden vor jeder Sequenzrepetition TR einer 2D Spinecho-Sequenz implementiert und auf die Spektrometer-Referenzfrequenz v 0 justiert. Signalanregung und -rephasierung erfolgte breitbandig mit BW ex = 1.000 Hz. Ergebnisse. Ohne SSS zeigte sich der höchste Wert (C rel = 10%) im relativen MR Kontrast C rel zwischen markierten und unmarkierten Raumbereichen bei 150 MMZ/μl. Anwendung SSS führte zur Kontrastaufhellung der Proben mit niedrigen Konzentrationen MMZ und zu deutlichen Verbesserungen in C rel . Das Maximum in C rel war dabei für 75 MMZ/μl zu beobachten: 52% (BW sat = 100 Hz) und 28% (BW sat = 200 Hz). Eine Kontrastaufhellung war auch in den Volumenelementen feststellbar, welche nahe lokaler Zellaggregationen lokalisiert waren. Schlussfolgerungen. Die Verwendung SSS kann zur Kontrastaufhellung von Volumenelementen, deren Magnetfeldverteilung von MMZ beeinflusst wird, verwendet werden. Im in vitro Experiment folgt eine gegenüber herkömmlichen Bildgebungsstrategien deutlich höhere Sensitivität zum Nachweis MMZ. Die Anwendung SSS unter in vivo Bedingungen erscheint durchaus möglich, da die zugrundeliegenden physikalischen Effekte ähnlich sind.   Purpose. Magnetically labeled cells (MLC) cause local field inhomogenities within the single voxels as well as on a macroscopic scale. The related Larmor frequency shift near MLC was exploited to obtain bright visualization applying spectral selective saturation (SSS). Methods. SK-Mel28 cells were labeled with the superparamagnetic iron oxide contrast agent SHU 555A. Low cell concentrations (0, 5, 20, 30, 50, 75, and 150 MLC/μl) and high cell concentrations (10·10 3 , 30·10 3 , 60·10 3 , and 100·10 3 MLC/10 μl) were examined at 3 Tesla. Shimming and frequency adjustment to spectrometer reference frequency v 0 was performed with the built in routine of the scanner. A 2D spin echo sequence with broadband excitation and refocusing pulses was used (BW ex = 1.000 Hz). Prior to each TR, a non-selective saturation sinc pulse centred at v 0 was applied. Bandwidth (BW sat ) of this pulse was varied from 100 Hz to 800 Hz in logarithmic steps. Results. Without SSS the highest value of C rel (i.e. relative MR contrast between labeled to unlabeled samples) was found for 150 MLC/μl and was given by 10%. Applying SSS led to positive contrast of the complete labeled volumes and to remarkable improvements in C rel . With increasing cell concentrations C rel raised to maximum, that was given by 52% (BW sat = 100 Hz) and 28% (BWs sat = 200 Hz) found for 75 MLC/μl. For 150 MLC/μl C rel decreased. A contrast clarification could also be detected near cell aggregations despite saturation. Conclusion. Using SSS positive contrast can be achieved for voxels containing MLC and voxels close to cell clusters. Under in vitro conditions positive contrast improved the sensitivity to detect MLC as compared to negative contrast imaging techniques. It seems reasonable, that positive contrast approaches can be applied in vivo as the underlying physical mechanism are comparable.

Es konnte bereits gezeigt werden, dass Elektrosmog- Abschirmmatten im Niederfrequenzbereich in alltagstypischen Situationen elektrische Felder nicht verringern, sondern im Gegenteil sogar verstärken. Mit Hilfe von Messungen und numerischer Simulationen wurden die Behauptungen von Herstellern über die Wirksamkeit von Elektrosmog- Abschirmmatten im Hochfrequenzbereich überprüft, wonach hochfrequente elektromagnetische Felder bis zu 99% abgeschirmt und durch das Erdungskabel (falls vorhanden) zur Erde hin abgeleitet werden könnten. Es kann gezeigt werden, dass derartige Produkte auch im Hochfrequenzbereich die berechtigten Erwartungen der Käufer nicht erfüllen, sondern meist sogar das Gegenteil, nämlich erhöhte Expositionen verursachen. Die Ergebnisse hängen dabei von den elektrischen Materialeigenschaften ab. Eine gute elektrische Leitfähigkeit kann die Feldüberhöhung sogar noch wesentlich verstärken. Die Erdung der Abschirmmatte über ein angeschlossenes Erdungskabel mag zwar den Glauben an eine Schutzwirkung verstärken, ist jedoch nicht geeignet, die Schirmwirkung zu verbessern. Die Untersuchung weist nach, dass die Behauptungen der Herstellerangaben über die Schirmwirkungen von Abschirmmatten gegenüber hochfrequenten elektrischen Feldern trotz des Verweises auf Gutachten grob irreführend sind und den Kunden über die wahren Verhältnisse täuschen. Insgesamt muss vom Kauf und der Anwendung von Abschirmmatten dringend abgeraten werden. Eine Schirmwirkung kann allenfalls erreicht werden, wenn sich eine Abschirmdecke zwischen dem Sender und der Person befindet. Auch in diesem Fall ist jedoch die Wirkung weit schlechter, als es die Hersteller versprechen. Sie verringert sich weiter, wenn berücksichtigt wird, dass naturgemäß der Kopf unbedeckt bleibt.   It could already be shown that electromagnetic shielding mats do not reduce but even enhance electric field exposure in daily life situations. By measurements and numerical simulations the claims of manufacturers were checked who pretend that radio frequency electromagnetic fields can be shielded to 99% and more, and transferred to earth by earth cables (if attached). It could be shown that in the radio frequency range such products do not fulfil the justified expectations of customers, but in most cases even cause the opposite. The results depend on the electric properties of the material. Good electric conductivity of shielding mats even considerably increases electromagnetic field exposure. To connect the mats with earth potential by an attached cable might increase the beliefs on a protective effect, however, this is not capable to enhance the shielding effect. The investigation demonstrates that in spite of references made to experts opinions manufacturers claims about the shielding efficiency of radio frequency fields are misleading and fool clients about the real situation. Overall, acquisition and use of electrosmog shielding mats must be discouraged. If at all, shielding can be reached by placing a shielding cover between the source and the person. However, even in this case, efficiency is much lower than promised by manufacturers and decreases even more if it is taken into account that the head naturally remains uncovered and hence unshielded.

Dieser Artikel beschreibt ein Messgerät zur Bestimmung der isometrischen Kraft in den Sprunggelenken in Dorsalextension und Plantarflexion. Durch die Kombination der Vorrichtung zur Bestimmung der freiwilligen isometrischen Maximalkraft in den Sprunggelenken, des Elektromyogrammes und der genauen Positionskontrolle des zumessenden Beines ist es z.B. möglich, einen objektiven Vergleich der Unterschiede der Muskulatur zwischen dem linken und rechten Bein, wie auch während der Rehabilitation nach einer Operation oder Verletzung zu bekommen.   This article describes an easy to use test equipment for measuring the isometric force in the ankle joints in dorsiflexion and plantar flexion. The combination of the test equipment for measuring the voluntary maximal isometric muscle force in the ankle joint, the surface electromyograms and the motion analysis of the measured leg allow an objective comparison of the strength of the muscular force between the left and right leg. It might be also used as a control setup during rehabilitation after surgical treatment or injuries.

Hintergrund: Ziel dieser prospektiven Studie war, (1) die auf präoperativer Computertomographie basierte navigierte Computer-gestützte Pedikelschraubenimplantation (Computer Assisted Orthopedic Surgery, CAOS) in puncto Präzision im Vergleich zur konventionellen Methode mittels Bildverstärker zu untersuchen, (2) mit Daten aus der Literatur zu vergleichen und (3) unsere Erfahrungen im Umgang mit dieser Technik zu berichten. Patienten und Methode: Zwischen 11/00 und 11/01 wurden 16 Wirbelsäulenoperations-Patienten konsekutiv erfasst. Die Pedikelschrauben wurden bei jeder Operation sowohl mit Hilfe Computerassistierter Orthopädischer Chirurgie (CAOS) (SurgiGate-System, Medivision, Stratec Medical, Schweiz) als auch konventionell mit Hilfe eines Bildverstärkers implantiert. Die Evaluation der Schraubenlage erfolgte mittels Schnittbildverfahren (Computertomographie, Magnetresonanztomographie). Ergebnisse: 33 von insgesamt 36 Computer-navigiert implantierten Pedikelschrauben lagen korrekt im Wirbelbogen (91,7%), dagegen nur 17 von insgesamt 24 konventionell mittels BV implantierten Pedikelschrauben (70,8%). Die unterschiedliche Schraubenfehllagenrate zwischen navigierter und konventioneller Instrumentation war statistisch signifikant (p<0.05, Chi-Quadrat-Test). Schlussfolgerung: Die Computernavigation reduziert signifikant die Schraubenfehllagenrate und wird auch in Zukunft für erfahrene Wirbelsäulenoperateure ein wichtiges Hilfsmittel bei der operativen Therapie komplexer Wirbelsäulendeformitäten darstellen. Es ist zu erwarten, dass sich das Einsatz-Spektrum der Computer-Navigation auch auf den Bereich der minimal-invasiven Techniken, wie z.B. der Kyphoplastie ausdehnen wird. Die Beschäftigung mit dieser Technik in der Ausbildung zum Wirbelsäulenchirurgen fördert neben medizin-technischem Verständnis ein verbessertes räumliches Vorstellungsvermögen.   Backround: The aim of this prospective study was (1) to evaluate the accuracy of pedicle screw placement using Computer – Assisted – Orthopedic – Surgery (CAOS) in comparison to conventionelly image intensifier controlled pedicle screw instrumentation, (2) to compare our results with data from literature and (3) report our experiences with this technique. Patients and methods: Between 11/00 and 11/01 sixteen patients planned for spine surgery were subsequently recruited. Pedicle screw instrumentation was done in each patient as well with computer aided surgery (CAOS, SurgiGate-System, Medivision, Stratec Medical, Swiss) as also with image intensifier control, allowing for intraindividual comparison. Evaluation of pedicle screw placement was carried out with postoperative computed tomography (CT) or magnetic resonance imaging (MRI). Results: 33 of altogether 36 pedicle screws inserted with Computer-Assistance (CAOS) were correctly placed (91,7%), however only 17 of altogether 24 pedicle screws inserted under image intensifier control (70,8%). The difference of frequency of screw misplacement between Computer-aided and image intensifier controlled instrumentation was statistically significant (p<0.05; chi-square test). Conclusion: Computer assisted surgery reduces significantly the misplacement rate of pedicle screws and remains for experienced spine surgeons an important support in the operative treatment of complex spinal deformities in future. Additionally it can be expected that Computer-Navigation will also spread out in the field of minimal-invasive spinal surgery, e.g. the kyphoplasty. The use of this technique supports beside the medical-technical knowledge an improved three-dimensional orientation in the education of spine surgeons.