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Chh/Fragment 073 01

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Typus
Verschleierung
Bearbeiter
SleepyHollow02
Gesichtet
Yes.png
Untersuchte Arbeit:
Seite: 73, Zeilen: 1 ff. (kpl.)
Quelle: Ritz 2006
Seite(n): 151 f., Zeilen: 151: 6 ff.; 152: 1 ff.
[Quantitativ zeigten die] optischen Eigenschaften des Primärtumors und der Lebermetastasen somit ein analoges Verhalten mit zunehmender Wellenlänge. Beim Vergleich der absoluten Werte zwischen nativem Primärtumor- und Lebermetastasengewebe traten dagegen signifikante Unterschiede auf. Der Absorptionskoeffizient und der Streuungskoeffizient waren im Kolonkarzinom stets niedriger, während der Anisotropiefaktor und die optische Endringtiefe stets höher als im Lebermetastasengewebe waren. Wir haben mit diesen Untersuchungen erstmalig nachweisen können, dass die optischen Parameter im Laufe des Metastasierungsprozesses verändert werden. Die Unterschiede werden offenbar vorwiegend durch streuende Faktoren verursacht und können daher in einem unterschiedlichen Gehalt an Gefäßen, Zellzahl und brechenden Zellbestandteilen eine mögliche Erklärung finden, wie sie Nakamura in seinen Untersuchungen nachgewiesen hat [87].

Für die Erstellung einer Dosimetrie war es weiterhin von Bedeutung, Informationen über den Einfluss der thermischen Koagulation auf die optischen Parameter zu gewinnen. Daher erfolgte nach Vermessung der optischen Parameter im nativen Zustand eine weitere Messung des Gewebes nach vollständiger thermischer Koagulation. Sowohl für das Lebermetastasengewebe als auch für das Gewebe der kolorektalen Primärtumore traten qualitativ vergleichbare Veränderungen durch die Thermokoagulation auf. Der Absorptionskoeffizient wurde durch den Einfluss der Koagulation nicht beeinflusst. Pickering fand bei der Koagulation von Rattenleber eine Reduktion um 30% [90]. Der Streuungskoeffizient wies in unseren Versuchen durch die Koagulation der Gewebeprobe eine Zunahme von 4 % für das Lebergewebe und 36 % für das Kolongewebe auf. Essenpreis und Pickering berichteten in ihren tierexperimentellen Studien über Zunahmen um 25 % [90,91]. Eine wesentliche Ursache für die Veränderungen des Streuungskoeffizienten kann im thermisch induzierten Aufbrechen von Disulfidbrücken und damit in der Veränderung der Protein-Tertiärstruktur gesehen werden, wie sie von Mirza beschrieben wurde [92]. Hieraus resultierte eine Erhöhung der Streuzentrendichte und somit eine Veränderung des Streuverhaltens.

Der Anisotropiefaktor zeigte nach Koagulation eine signifikante Abnahme. Dieses Verhalten wird in der Literatur widersprüchlich beschrieben. Essenpreis fand bei 1064 nm einen Anstieg von 0,870 auf 0,855, Pickering dagegen eine Abnahme von 0,920 auf 0,839 [90,91]. Nach Roggan ist diese Veränderung wellenlängenabhängig. In seinen Untersuchungen verringerte sich der Anisotropiefaktor durch Koagulation unterhalb einer Wellenlänge von 1400 nm, während oberhalb von 1400 nm eine leichte Zunahme zu verzeichnen war [93]. Diese thermisch induzierten Unterschiede des Anisotropiefaktors sind ebenso wie die Veränderungen des Streuungskoeffizienten durch Strukturveränderungen von Proteinen und den daraus resultierenden Veränderungen des wellenlängenabhängigen Brechungsindex erklärbar.


87. Nakamura S, Niskiwaki Y, Suzuki S, Sakaguchi S, Yamashita Y, Ohta K. Light attenuation of human liver and hepatic tumors after surgical resection. Lasers Surg Med 1990; 10: 12 – 15

90. Pickering JW, Prahl SA, Van Wieringen N, Beek JF, Sterenborg HJCM, Van Gemert MJC, Double-integrating sphere system for measuring the optical properties of tissue. Appl Opt 1993; 32: 399-412

91. Essenpreis M. Thermally induced changes in optical properties of biological tissues. PhD Dissertation, University College, London. 1992

92. Mirza UA, Cohen SL, Chait BT. Heat-induced conformational changes in proteins studied by electrospray ionization mass spectrometry. Anal Chem 1993; 65: 1-6

93. Roggan A, Schädel D, Netz U, Ritz JP, Germer CT, Müller G. The effect of preparation technique on the optical parameters of biological tissue. Appl Phys B 1999;69 445-453

Quantitativ zeigten die optischen Eigenschaften des Primärtumors und der Lebermetastasen somit ein analoges Verhalten mit zunehmender Wellenlänge (s. 3.3.1.3.1; S. 113 ff.). Beim Vergleich der absoluten Werte zwischen nativem Primärtumor- und Lebermetastasengewebe traten dagegen signifikante Unterschiede auf. Der Absorptionskoeffizient (in mm-1: 850nm: 0,049±0,083, 980nm: 0,048±0,007, 1064nm: 0,018±0,006) und der Streukoeffizient (in mm-1: 850nm: 7,14±0,45, 980nm: 6,32±0,48, 1064nm: 5,97±0,57 )waren im Kolonkarzinom stets niedriger, der Anisotropiefaktor (850nm: 0,923±0,005, 980nm: 0,920±0,004, 1064nm: 0,921±0,006) und die optische Eindringtiefe (in mm: 850nm: 3,79±0,45, 980nm: 3,61±0,33, 1064nm: 7,47±2,89) waren stets höher als im Lebermetastasengewebe. Wir haben mit diesen Untersuchungen erstmalig nachweisen können, dass die optischen Parameter im Laufe des Metastasierungsprozesses verändert werden. Die Unterschiede werden offenbar vorwiegend durch streuende Faktoren verursacht und können daher in einem unterschiedlichen Gehalt an Gefäßen, Zellzahl und brechenden Zellbestandteilen eine mögliche Erklärung finden, wie sie Nakamura in seinen Untersuchungen nachgewiesen hat [164].

Für die Erstellung einer Dosimetrie war es weiterhin von Bedeutung, Informationen über den Einfluss der thermischen Koagulation auf die optischen Parameter zu gewinnen. Daher erfolgte nach der Vermessung der optischen Parameter im nativen Zustand eine weitere Messung des Gewebes nach vollständiger thermischer Koagulation. Die Gewebekoagulation erfolgte in einem Wasserbad, da die thermische Proteindenaturierung nicht von der Art der Wärmequelle abhängt [5, 246]. Sowohl für das Lebermetastasengewebe als auch für das Gewebe der kolorektalen Primärtumore traten qualitativ vergleichbare Veränderungen durch die Thermokoagulation auf. Der Absorptionskoeffizient wurde durch den Einfluss der Koagulation nicht beeinflusst (Leber [in mm-1]: 850nm: 0,066±0,026, 980nm: 0,068±0,022, 1064nm: 0,036±0,021; Kolon: 850nm: 0,046±0,007, 980nm: 0,054±0,007, 1064nm: 0,025±0,006). Pickering fand bei der Koagulation von Rattenleber eine Reduktion um 30% [182]. Splinter beschrieb für Myocardgewebe eine koagulationsbedingte Abnahme von μa um 19% [227]. Der Streukoeffizient μs wies in unseren Versuchen durch die Koagulation der Gewebeproben eine Zunahme von 4% für das Lebergewebe und 36 % für das Kolongewebe

[Seite 152:]

auf (Leber [in mm-1]: 850nm: 10,03±1,11, 980nm: 9,81±0,99, 1064nm: 9,64±0,94; Kolon: 850nm: 9,75±0,55, 980nm: 9,50±0,47, 1064nm: 9,39±0,54; s. 3.3.1.3.2; S. 117). Essenpreis und Pickering berichteten in ihren tierexperimentellen Untersuchungen über Zunahmen um 25%, beziehungsweise 100% [73, 182]. Eine wesentliche Ursache für die Veränderung des Streukoeffizienten kann im thermisch induzierten Aufbrechen von Disulfidbindungen und damit in der Veränderung der Protein-Tertiärstruktur gesehen werden, wie sie von Mirza et al. beschrieben wurde [152]. Hieraus resultiert eine Erhöhung der Streuzentrendichte und somit eine Veränderung des Streuverhaltens. [...]

[...] Dieses Verhalten wird in der Literatur widersprüchlich beschrieben. Essenpreis fand bei 1064 nm einen g- Anstieg von 0,870 auf 0,885, Pickering dagegen eine Abnahme von 0,920 auf 0,893 [73, 182]. Nach Roggan ist diese Veränderung wellenlängenabhängig. In seinen Untersuchungen verringerte sich der Anisotropiefaktor durch Koagulation unterhalb einer Wellenlänge von 1400 nm, während oberhalb von 1400 nm eine leichte Zunahme zu verzeichnen war [196]. Diese thermisch induzierten Unterschiede des Anisotropiefaktors sind ebenso wie die Veränderungen des Streukoeffizienten durch Strukturveränderungen von Proteinen und den daraus resultierenden Veränderungen des wellenlängenabhängigen Brechungsindex erklärbar.


5. Agah R, Gandjbakhche AH, Motamedi M, Nossal R, Bonner RF Dynamics of temperature dependent optical properties of tissue: dependence on thermally induced alteration. IEEE Trans Biomed Eng 1996; 43: 839-846

73. Essenpreis M Thermally induced changes in optical properties of biological tissues. PhD Dissertation, University College, London. 1992

152.Mirza UA, Cohen SL, Chait BT Heat-induced conformational changes in proteins studied by electrospray ionization mass spectrometry. Anal Chem 1993; 65: 1-6

164.Nakamura S, Niskiwaki Y, Suzuki S, Sakaguchi S, Yamashita Y, Ohta K Light attenuation of human liver and hepatic tumors after surgical resection. Lasers Surg Med 1990; 10: 12 - 15

182. Pickering JW, Prahl SA, Van Wieringen N, Beek JF, Sterenborg HJCM, Van Gemert MJC Double-integrating sphere system for measuring the optical properties of tissue. Appl Opt 1993; 32: 399-412

196.Roggan A, Schädel D, Netz U, Ritz JP, Germer CT, Müller G The effect of preparation technique on the optical parameters of biological tissue. Appl Phys B 1999;69 445-453

227. Splinter R, Svenson R, Littmann L, Tuntelder JR, Chuang CH, Tatsis GP, Thompson M Optical properties of normal, diseased, and laser photocoagulated myocardium at the Nd: YAG wavelength. Lasers Surg Med 1991; 11: 117-124

Anmerkungen

Kein Hinweis auf die Quelle.

Sichter
(SleepyHollow02), Hindemith

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