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Radio frequency modulation spectroscopy is a capable method to determine tissue optical parameters in-vivo. For the eventual purpose of clinical measurements we have developed and tested an rf laser spectroscopy device which enables a measurement of the spatial amplitude and phase shift profiles of backscattered modulated laser light. Spectral absorption and scattering coefficients are computed by inverse formulas derived from analytical solutions of the diffusion model of light transport in a semi-infinite geometry.

Optical tomography and NIR spectroscopy are potential methods to improve the diagnosis of testicular pathologies. Toevaluate the methods clinically we developed a special measurement device with the capability of spatially resolvedlaser spectroscopy and optical tomography of the testis. Simple spectroscopy is primarily used to obtain global tissueoptical properties of the testis and to find correlations of optical parameters with type and stage of certain pathologies.Optical tomography is applied to visualize spectral contrasts in limited tissue volumes, such as tumors. In the course ofthe study we will determine whether NIR techniques posses the required specifity and sensitivity to give additionalquantitative information about tissue perfusion parameters and to serve for a tumor differentiation.Keywords: Medical and biological imaging, diffuse spectroscopy, optical tomography 1. INTRODUCTION 1.1. NIR techniquesNIR spectroscopy and tomography are noninvasive and risk-free diagnostic techniques which until today have beenapplied to different medical fields with varying success. Our investigations aim at an evaluation of these methods forthe improvement of the diagnosis of testicular pathologies. This application field is of some interest, since NIRtechniques may be helpful to differentiate between pathologies with similar or no structural tissue changes byevaluating perfusion parameters or tissue consistency. Furthermore, the outer male reproductive organs are easilyaccessible for optical measurements and should not be exposed to ionizing radiation as in Xray imaging or PET.NIR spectroscopy is a method to obtain local functional tissue parameters such as oxygen saturation and blood volumeand more generally information on the presence of certain tissue chromophores (absorption) and on tissue structure(scattering). Common application fields of NIR spectroscopy are the measurement of blood oxygenation in brain andmuscle [1]-[3]. Thereby, modulation and time-resolved spectroscopy are principle methods to absolutely quantifyabsorption and scattering coefficients of the tissue. In our study, however, we use continuous-wave spatially resolvedspectroscopy [4]-[6] which is able to quantify the total attenuation coefficient =[3

Fuer die Qualitaetssicherung der Praezisionsbestrahlung mit schweren Ionen wurde der Positronen-Emissions-Tomograph BASTEI in die Therapieanlage der GSI Darmstadt integriert.Die Messung der durch Fragmentierung waehrend einer Bestrahlung erzeugten b+-Aktivitaet erlaubt eine Kontrolle der raeumlichen Dosisverteilung nach jeder Therapiefraktion. Als besondere Probleme dieser PET-Anwendung sind die Erfassung von Annihilationsereignissen in einem eingeschreankten Winkelbereich und eine durch die Dosis limitierte Aktivitaet zu benennen, woraus eine geringe Zaehlstatistik folgt. Unter Beruecksichtigung dieser Messbedingungen wurde der MLE-Rekonstruktionsalgorithmus implementiert. Die Leistungsfaehigkeit des Verfahrens wird anhand von Phantomexperimenten und ersten Patientendaten dargestellt. SCHLUESSELWOERTER:Positronen-Emissions-Tomographie, Bildrekonstruktion, MLE-Algorithmus, dreidimensional

Seit Dezember 1997 werden an der experimentellen Therapieeinrichtung der Gesellschaft für Schwerionenforschung Darmstadt Tumorpatienten mit hochenergetischen Kohlenstoffionen behandelt. Diese Strahlen werden beim Eindringen in Gewebe kaum abgelenkt und geben ihre Energie am Ende ihrer Reichweite konzentriert und mit erhöhter biologischer Wirksamkeit ab. Mit einer speziell für diese Anwendung gebauten Positronenkamera werden während der Bestrahlung die Beta+-Zerfälle von Kernen gemessen, die als Nebenprodukt bei Fragmentierungsreaktionen der Ionen des stabilen Therapiestrahles mit den Atomen des Körpergewebes entstehen. Durch Vergleich der gemessenen mit der durch Simulationsrechnungen aus den Daten der Bestrahlungsplanung zu erwartenden Positronenemitterverteilung wird die Genauigkeit der Dosisapplikation jeder einzelnen Therapiefraktion beurteilt.