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Visualization of intraoperative data plays a critical role in the successful use of 4D OCT for image guidance in retinal microsurgery. This dissertation presents a vision for a visualization-centric, robotic workflow of the future for retinal surgery. This work contributes OCT image processing algorithms and visualization methods that meet the high performance requirements of real-time systems. In addition, a deep learning-assisted volume rendering method is presented. Die Visualisierung intraoperativer Daten spielt eine wichtige Rolle für den erfolgreichen Einsatz von 4D-OCT zur Bildführung in der retinalen Mikrochirurgie. Diese Dissertation stellt eine Vision für einen visualisierungszentrierten, robotergestützten Arbeitsablauf der Zukunft für retinale Eingriffe vor. Sie trägt OCT-Bildverarbeitungsalgorithmen und Visualisierungsmethoden bei, die den hohen Leistungsanforderungen von Echtzeitsystemen gerecht werden. Darüber hinaus wird eine Deep-Learning-gestützte Volumenrendering-Methode vorgestellt.

Im Rahmen von Ankaufsuntersuchungen, vor Sedationen oder Allgemeinanästhesien oder auch zur Abklärung von klinischen Beschwerden, wie Leistungsschwäche, ist die Auskultation des Herzens beim Pferd ein integraler Bestandteil der Untersuchung. Relativ häufig werden hierbei Herzgeräusche oder Arrhythmien festgestellt. Viele Herzgeräusche und auch Rhythmusstörungen können beim Pferd physiologisch sein, jedoch gibt es auch Herzerkrankungen, die mit einem erhöhten Risiko, etwa für Leistungsinsuffizienz des betroffenen Pferdes verbunden sind. Ziel dieser Arbeit war es zum einen festzustellen, ob man Ätiologie und Schweregrad von Herzerkrankungen mittels Auskultation sicher feststellen kann und zum anderen sollte eine Übersicht über die Häufigkeit verschiedener Klappeninsuffizienzen, Rhythmusstörungen und Dimensionsveränderungen bei einer großen Gruppe von Pferden erstellt werden. Des Weiteren habe wir untersucht, wie sich verschiedene Herzerkrankungen gegenseitig in Bezug auf Häufigkeit und Schweregrad beeinflussen und welche Herzbefunde mit einem erhöhten Risiko für Leistungseinbußen verbunden sind. Dafür wurden 822 kardiologische Erstuntersuchungen, die zwischen Januar 2000 und Mai 2020 in der Tierärztlichen Klinik für Pferde in Bargteheide durchgeführt wurden ausgewertet. Es wurde festgestellt, dass die Auskultation ein spezifisches Verfahren ist, um die dem Herzgeräusch zugrundeliegende Klappeninsuffizienz festzustellen. Dies ist besonders der Fall, wenn nur ein Herzgeräusch und nur eine Klappeninsuffizienz vorliegt. In diesen Fällen kann eine fast perfekte Übereinstimmung zwischen der betroffenen Klappe und dem mit ihr laut Literatur vergesellschafteten Herzgeräusch festgestellt werden (Ƙ = 0.94). Falls mehrere Herzgeräusche und/ oder mehrere Klappeninsuffizienz vorlagen, so war die Übereinstimmung etwas weniger gut, aber immer noch substanziell (Ƙ = 0.74). Substanzielle Übereinstimmung konnte zwischen MVI und linksseitigen, systolischen Herzgeräuschen (Ƙ = 0.68), sowie zwischen AVI und linksseitigem diastolischen Herzgeräusch festgestellt werden (Ƙ = 0.72). Eine moderate Übereinstimmung wurde zwischen rechtsseitigen, systolischen Herzgeräuschen und dem Vorliegen von TVI und/ oder VSD festgestellt (Ƙ = 0.41). Bezüglich des Zusammenhangs zwischen Lautstärke des Herzgeräusches und Schweregrad der Klappenerkrankung konnten wir feststellen, dass leise Herzgeräusche (Grad 1-2/6) in den meisten Fällen (86%) durch geringgradige Klappeninsuffizienzen ausgelöst wurden, während die sichere Unterscheidung von mittel- und hochgradigen Insuffizienzen durch Auskultation allein nicht möglich ist, da laute Herzgeräusche (Grad 5-6/6) in 45% der Fälle von moderaten und nur in 40% der Fälle von hochgradigen Insuffizienzen ausgelöst werden. Insgesamt konnten wir feststellen, dass Pferde mit Dimensionsveränderungen durchschnittlich lautere Herzgeräusche haben, als Pferde mit normalen Herzdimensionen. Jedoch konnten wir keinen linearen Zusammenhang zwischen Schweregrad der Dimensionsveränderungen und Lautstärke des Herzgeräusches feststellen. Zudem wurde die Fragestellung, welche Herzbefunde bei den zum Zeitpunkt der Untersuchung aktiv sportlich genutzten Warmblutpferden vorkamen und wie sich diese auf die Leistungsfähigkeit der Warmblutsportpferde auswirkte. Bezüglich Häufigkeit der Befunde konnten wir feststellen, dass MVI (n=194) die häufigste Klappeninsuffizienz in dieser Population ist, gefolgt von AVI (n=46). TVI war ein relativ seltener Befund (n=36) und PVI wurde kaum festgestellt (n=3). 70% der Rückflüsse waren mild. Zudem konnte festgestellt werden, dass die verschiedenen Klappenrückflüsse in unterschiedlichen Altersgruppen unterschiedlich häufig vorkommen. So lag das Durchschnittsalter von Pferden mit MVI bei 8,2 Jahren, das von Pferden mit TVI bei 8,4 Jahren und das von Pferden mit AVI bei 11,1 Jahren. Häufigste Arrhythmie in Ruhe war Vorhofflimmern (n= 32), während atriale und ventrikuläre Extrasystolen häufiger im Belastungs- als im Ruhe-EKG festgestellt werden konnten. Vergrößerungen des linken Vorhofs waren die am häufigsten diagnostizierten Dimensionsveränderungen (n=59). Insgesamt konnten ein signifikant erhöhtes Risiko für Dimensionsveränderungen des LA bei Pferden mit MVI festgestellt werden (OR = 3.14, CI = 1,35-7.31, p < 0.01). Ebenso war AVI mit einem erhöhten Risiko für Vergrößerungen des LV (OR = 13.1, CI = 5.61 -30.35, p < 0.01) und TVI mit erhöhtem Risiko für Vergrößerungen des RA (OR = 28.46, CI = 7.36-110.10, p < 0.01) und des RV (OR = 20.36, CI = 2.60 – 201.59, p = 0.09) verbunden. Vergrößerungen des LA (OR = 3.18, CI = 1.47-6.87, p = 0.05) waren mit einem erhöhten Risiko für Vorhofflimmern verbunden, welches in einem multivariablen Modell der kardiologische Befund mit dem größten Risiko für Leistungsinsuffizienz war (OR = 22.7, CI = 7.47 – 69.41, p < 0.01). Weitere Herzbefunde, welche häufig bei Pferden mit Leistungseinbußen festgestellt wurden, waren AVI, hochgradige MVI, hochgradige TVI, sowie ventrikuläre und atriale Extrasystolen.Insgesamt wies jedoch der Großteil der Pferde mit Herzbefunden (74%) keine klinischen Symptome zum Zeitpunkt der Untersuchung auf. Es wurden im Rahmen dieser Arbeit ausschließlich kardiologische Erstuntersuchungen ausgewertet. Um in der Lage zu sein eine bessere Prognose für die weitere Nutzung von Pferden mit kardiologischen Befunden und ihre Leistungsfähigkeit geben zu können wären größer angelegte Verlaufsuntersuchungen nötig und sinnvoll., During a Prepurchase Examination, before sedation or anesthesia or because of clinical complaints like poor performance, cardiac auscultation is an integral part of the examination of the horse. Murmurs and arrhythmias can be found quite regularly and can sometimes be physiological findings in horses. However, there are certain cardiac findings that can present a risk for clinical consequences, like poor performance. Aim of this research was to find out, whether it is possible to determine etiology and severity of cardiac pathologies by auscultation. Moreover, we aimed to outline the frequency of different valvular regurgitations, arrhythmias, and dimensional changes in a large group of warmblood horses. Furthermore, we investigated how different cardiac pathologies interacted regarding frequency and severity and which findings lead to a higher risk of exercise intolerance. For that purpose, 822 initial cardiological examinations, conducted between January 2000 and May 2020 were analyzed. It was found that auscultation is well suited to identify the valvular regurgitation underlying the murmur. This was especially true, if only one murmur and one regurgitation were present. In these cases, agreement between the valve affected and the corresponding murmur was almost perfect (Ƙ = 0.94). If more than one murmur and/ or more than one regurgitation were present, agreement was less good but still substantial (Ƙ = 0.74). Substantial agreement was found between MVI and left-sided, systolic murmurs (Ƙ = 0.68) and AVI and left-sided diastolic murmurs (Ƙ = 0.72). Moderate agreement could be determined between right-sided systolic murmurs and TVI and/ or VSD (Ƙ = 0.41). Regarding association between grade of murmur and severity of the valvular regurgitation we found that murmurs of grade 1-2/6 were in 86% due to mild regurgitations. However, differentiation between moderate and severe regurgitations b auscultation alone was not possible. We found that horses with dimensional changes of one or more compartments of the heart had a higher mean murmur intensity than horses with normal cardiac dimensions. We could, however, not determine a linear association between severity of the dimensional changes and murmur intensity. Moreover, the frequency of different cardiac findings in the active warmblood sport horses in this population was analyzed and their association with performance in the horses actively performing in competitions was evaluated. Regarding frequency of findings, we found MVI (n=194) to be the most common valvular regurgitation in our population. AVI (n=46), TVI (n=36) and PVI (n=3) were less common findings. 70% of regurgitations were mild. Moreover, we found that mean age differed significantly between horses affected by the different valvular regurgitations. Mean age for horses with MVI was 8.2 years, for horses with TVI 8.4 years and for horses with AVI 11.5 years. Most common arrhythmia at rest was AF (n=32). This was also the most common arrhythmia during and after exercise, however VPCs and SVPCs were common findings detected during an exercising ECG as well. Left atrial enlargement was the most diagnosed dimensional change (n=59). A significantly increased risk for dimensional changes of the LA could be found if MVI was present (OR=3.14, CI = 1.35-7.31, p < 0.01). Horses with AVI had a higher risk for LV enlargement (OR = 13.1, CI = 5.61 – 30.35, p < 0.01) and horses with TVI had a higher risk for RA (OR = 28.46, CI = 7.36-110.10, p < 0.01) and RV Enlargement (OR = 20.36, CI = 2.60-201.59, p=0.09). Dimensional changes of the LA significantly increased risk for AF (OR = 3.18, CI = 1.47 – 6.87, p=0.05) . Again, horses with moderate to severe dimensional changes were more commonly affected b AF than those with only mild changes. In a multivariant model we determined that AF is the cardiological finding with the highest risk for poor performance in our population of warmblood horses (OR = 22.7, CI = 7.47 – 69.41, p < 0.01). Other findings negatively affecting a horse’s performance potential were AVI, severe MVI, severe TVI, as well as VPCs and SVPCs. However, most horses with cardiac findings (67%) did not show any clinical signs at the time of the examination. As only initial cardiac examinations were evaluated in this study it is not possible to judge the horse’s prognosis based on our results. Therefore, large follow-up studies would be helpful and necessary to be better able to judge the future development of horses with cardiac disease.