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Using a cell-based gas biosensor for investigation of adverse effects of acetone vapors in vitro
(2013)
Validation of a novel method for detecting and stabilizing malfunctioning areas in fuel cell stacks
(2014)
In this paper a setup for detecting malfunctioning areas of MEAs in fuel cell stacks is described. Malfunctioning areas generate electric cross currents inside bipolar plates. To exploit this we suggest bipolar plates consisting not of two but of three layers. The third one is a highly conducting layer and segmented such that the cross currents move along the segments to the surface of the stack where they can be measured by an inductive sensor. With this information a realistic model can be used to detect the malfunctioning area. Furthermore the third layer will prevent any current inhomogeneity of a malfunctioning cell to spread to neighbouring cells in the stack. In this work the results of measurements in a realistic cell setup will be compared with the results obtained in simulation studies with the same configuration. The basis for the comparison is the reliable characterisation of the electrical properties of the cell components and the implication of these results into the simulation model. The experimental studies will also show the limits in the maximum number of segments, which can be used for a reliable detection of cross currents.
The ClearPET™ project is proposed by working groups of the Crystal Clear Collaboration (CCC) to develop a 2nd generation high performance small animal positron emission tomograph (PET). High sensitivity and high spatial resolution is foreseen for the ClearPET™ camera by using a phoswich arrangement combining mixed lutetium yttrium aluminum perovskite (LuYAP:Ce) and lutetium oxyorthosilicate (LSO) scintillating crystals. Design optimizations for the first photomultiplier tube (PMT) based ClearPET camera are done with a Monte-Carlo simulation package implemented on GEANT3 (CERN, Geneva, Switzerland). A dual-head prototype has been built to test the frontend electronics and was used to validate the implementation of the GEANT3 simulation tool. Multiple simulations were performed following the experimental protocols to measure the intrinsic resolution and the sensitivity profile in axial and radial direction. Including a mean energy resolution of about 27.0% the simulated intrinsic resolution is about (1.41±0.11)mm compared to the measured of (1.48±0.06)mm. The simulated sensitivity profiles show a mean square deviation of 12.6% in axial direction and 3.6% in radial direction. Satisfactorily these results are representative for all designs and confirm the scanner geometry.
Mit modernen nicht invasiven bildgebenden Verfahren lassen sich anhand der Fundusfotografie bzw. der optischen Verfilmung Aspekte der funktionellen und strukturellen retinalen Gefäßveränderungen objektiv untersuchen. Der Zustand und das Verhalten retinaler Gefäße beeinflussen im prä-, post- und kapillaren Bereich den Blutfluss und strömungsbedingte Stoffwechselverhältnisse passiv und aktiv über den Gefäßdurchmesser. Retinale Gefäße gleichen von Aufbau und Funktion den zerebralen Gefäßen und spiegeln den Zustand der Mikrozirkulation wider. Mithilfe von aus den Gefäßweiten berechneten Biomarkern soll eine Aussage über die Prognose von systemischen vaskulär bedingten Erkrankungen getroffen werden. Die statische retinale Gefäßanalyse befasst sich mit der Untersuchung des Zustandes der prä- und postkapillaren Gefäßdurchmesser der retinalen Mikrozirkulation anhand einer optischen Fundusaufnahme. Bei der dynamischen retinalen Gefäßanalyse wird der Längsschnitt eines retinalen Gefäßes nicht invasiv funktionell und strukturell über einen Zeitraum vor, während und nach einer spezifischen vaskulären Stimulation untersucht. Die genaue Methodologie der Auswertung und die Bezeichnung der Parameter variieren bei unterschiedlichen Ansätzen. Mittels retinaler Gefäßanalyse wurden bislang mehrere klinische Querschnitts- und Interventionsstudien in der Augenheilkunde und anderen Fachgebieten, inkl. Kardiologie, Neurologie, Neurochirurgie, Nephrologie, Gynäkologie, Sportmedizin, Diabetologie, Hypertensiologie usw. durchgeführt. Mit der statischen retinalen Gefäßanalyse steht eine kostengünstige, reproduzierbare, nicht invasive Screeningtechnik zur Verfügung, um eine prognostische Aussage über die Gefäßgesundheit eines individuellen Patienten zu treffen. Die dynamische retinale Gefäßanalyse besitzt ein weiteres diagnostisches Anwendungsspektrum als die statische, da sie das Verhalten retinaler Gefäße zeitkontinuierlich untersucht. Die Evaluation vaskulärer Erkrankungen sowie zerebro- bzw. kardiovaskulärer Morbidität und Mortalität mittels mehrerer methodologischer Modalitäten retinaler Gefäßanalyse mit ihren jeweiligen quantitativen Biomarkern bietet eine zukunftsträchtige diagnostische Perspektive. Die interdisziplinäre klinische Anwendung dieser vaskulären Biomarker gewinnt zunehmend an Bedeutung, sowohl in der Augenheilkunde als auch in anderen Fachgebieten.
Impaired cerebral autoregulation and neurovascular coupling (NVC) contribute to delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage (SAH). Retinal vessel analysis (RVA) allows non-invasive assessment of vessel dimension and NVC hereby demonstrating a predictive value in the context of various neurovascular diseases. Using RVA as a translational approach, we aimed to assess the retinal vessels in patients with SAH. RVA was performed prospectively in 24 patients with acute SAH (group A: day 5–14), in 11 patients 3 months after ictus (group B: day 90 ± 35), and in 35 age-matched healthy controls (group C). Data was acquired using a Retinal Vessel Analyzer (Imedos Systems UG, Jena) for examination of retinal vessel dimension and NVC using flicker-light excitation. Diameter of retinal vessels—central retinal arteriolar and venular equivalent—was significantly reduced in the acute phase (p < 0.001) with gradual improvement in group B (p < 0.05). Arterial NVC of group A was significantly impaired with diminished dilatation (p < 0.001) and reduced area under the curve (p < 0.01) when compared to group C. Group B showed persistent prolonged latency of arterial dilation (p < 0.05). Venous NVC was significantly delayed after SAH compared to group C (A p < 0.001; B p < 0.05). To our knowledge, this is the first clinical study to document retinal vasoconstriction and impairment of NVC in patients with SAH. Using non-invasive RVA as a translational approach, characteristic patterns of compromise were detected for the arterial and venous compartment of the neurovascular unit in a time-dependent fashion. Recruitment will continue to facilitate a correlation analysis with clinical course and outcome.