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Objective
To investigate whether functional brain networks of epilepsy patients treated with antiepileptic medication differ from networks of healthy controls even during the seizure-free interval.
Methods
We applied different rules to construct binary and weighted networks from EEG and MEG data recorded under a resting-state eyes-open and eyes-closed condition from 21 epilepsy patients and 23 healthy controls. The average shortest path length and the clustering coefficient served as global statistical network characteristics.
Results
Independent on the behavioral condition, epileptic brains exhibited a more regular functional network structure. Similarly, the eyes-closed condition was characterized by a more regular functional network structure in both groups. The amount of network reorganization due to behavioral state changes was similar in both groups. Consistent findings could be achieved for networks derived from EEG but hardly from MEG recordings, and network construction rules had a rather strong impact on our findings.
Conclusions
Despite the locality of the investigated processes epileptic brain networks differ in their global characteristics from non-epileptic brain networks. Further methodological developments are necessary to improve the characterization of disturbed and normal functional networks.
Significance
An increased regularity and a diminished modulation capability appear characteristic of epileptic brain networks.
Der folgende Bericht fasst Erfahrungen zusammen, die in großen Entwicklungsprojekten der Firma Ericsson über mehrere Jahre gesammelt wurden. Ziel war dabei nicht, agile Methoden und Techniken einzusetzen - Agilität war zu der Zeit noch kein Hype-Thema. Vielmehr wurden Schwächen in den eigenen Projekten identifiziert und verbessert. Der Erfahrungsbericht vergleicht Verbesserungen in diesen Projekten mit den Ansätzen der agilen Entwicklung. Als Ergebnis werden folgende Punkte festgehalten: Erstens, einige Praktiken und Werte der agilen Entwicklung lassen sich auch in Großprojekten einsetzen. Zweitens, bei der Skalierung für Großprojekte werden diese Praktiken langsamer getaktet. Drittens, agile Entwicklung ist nicht nur eine Reihe von Praktiken und Werten, agile Entwicklung ist vielmehr auch eine Frage der Entwicklungs- und Projektkultur. Diese kulturelle Änderung lässt sich in Großprojekten deutlich langsamer umsetzen.
Large power plants can be endangered by lightning strikes with possible consequences regarding their safety and availability. A special scenario is a lightning strike to the HV overhead transmission line close to the power plant's connection to the power grid. If then additionally a so-called shielding failure of the overhead ground wire on top of the overhead transmission line is assumed, i.e. the lightning strikes directly into a phase conductor, this is an extreme electromagnetic disturbance. The paper deals with the numerical simulation of such a lightning strike and the consequences on the components of the power plant's auxiliary power network connected to different voltage levels.
Planning the air-terminations for a structure to be protected the use of the rolling-sphere method (electro-geometrical model) is the best way from the physics of lightning point-of-view. Therefore, international standards prefer this method. However, using the rolling-sphere method only results in possible point-of-strikes on a structure without giving information about the probability of strikes at the individual points compared to others.
Realization of a calorimetric gas sensor on polyimide foil for applications in aseptic food industry
(2010)
A calorimetric gas sensor is presented for the monitoring of gas-phase H2O2 at elevated temperature during sterilization processes in aseptic food industry. The sensor consists of two temperature-sensitive thin-film resistances built up on a polyimide foil with a thickness of 25 μm, which are passivated with a layer of SU-8 photo resist and catalytically activated with manganese(IV) oxide. Instead of an active heating structure, the calorimetric sensor utilizes the elevated temperature of an evaporated H2O2 aerosol. In an experimental set-up, the sensor has shown a sensitivity of 4.78 °C/(%v/v) in a H2O2 concentration range of 0 to 10% v/v at an evaporation temperature of 240 ∘C. Furthermore, the sensor possesses the same, unchanged sensor signal even at varied evaporation temperatures of the gas stream. The sensor characterization demonstrates the suitability of the calorimetric gas sensor for monitoring the efficiency of sterilization processes.
In aseptischen Abfüllsystemen wird Wasserstoffperoxid in der Gasphase aufgrund der stark oxidativen Wirkung zur Packstoffentkeimung eingesetzt. Dabei wird die Effizienz der Entkeimung im Wesentlichen von der vorliegenden H2O2-Konzentration im Packstoff bestimmt. Zur Inline-Überwachung der H2O2-Konzentration wurde ein kalorimetrischer Gassensor auf Basis einer flexiblen Polyimidfolie aus temperatursensitiven Dünnschicht-Widerständen und Mangan(IV)-oxid als katalytische Transducerschicht realisiert. Der Sensor weist ein lineares Ansprechverhalten mit einer Sensitivität von 7,15 °C/Vol.-% in einem H2O2-Konzentrationsbereich von 0 bis 8 Vol.-% auf. Weiterhin wurde zur Auslesung des Sensorsignals eine RFID-Elektronik, bestehend aus einem Sensor-Tag und einer Sende-/Empfangseinheit ausgelegt, sowie eine Abfolge des Messzyklus aufgestellt. Im weiteren Verlauf soll der kalorimetrische Gassensor mit der RFID-Elektronik gekoppelt und in eine Testverpackung zur Inline-Überwachung der H2O2-Konzentration in aseptischen Abfüllsystemen implementiert werden.
Various models have been proposed for the prediction of the necessary support pressure at the face of a shallow tunnel. To assess their quality, the collapse of a tunnel face was modelled with small-scale model tests at single gravity. The development of the failure mechanism and the support force at the face in dry sand were investigated. The observed displacement patterns show a negligible influence of overburden on the extent and evolution of the failure zone. The latter is significantly influenced, though, by the initial density of the sand: in dense sand a chimney-wedge-type collapse mechanism developed, which propagated towards the soil surface. Initially, loose sand did not show any discrete collapse mechanism. The necessary support force was neither influenced by the overburden nor the initial density. A comparison with quantitative predictions by several theoretical models showed that the measured necessary support pressure is overestimated by most of the models. Those by Vermeer/Ruse and Léca/Dormieux showed the best agreement to the measurements.
Die Entwicklungen der Rechtsinformatik und des Informationsrechts zeigen, dass diese Disziplinen aktuell vor der Herausforderung stehen, eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen ihnen und anderen Disziplinen zu etablieren. Unterschiedliche Publikationskulturen erschweren die Erreichung dieses Ziels. Forschungsportale stellen themenspezifische, internetbasierte Verzeichnisse dar, die bereits vorhandene Informationen strukturiert zugänglich machen. Sie können die Beziehungen zwischen den Disziplinen fördern, indem sie bereits erzielte Arbeitsergebnisse disziplinenübergreifend bekannt machen und dadurch dazu beitragen, Synergiepotenziale und mögliche Kooperationspartner zu identifizieren.
Purpose: Image analysis by the retinal vessel analyzer (RVA) observes retinal vessels in their dynamic state online noninvasively along a chosen vessel segment. It has been found that high-frequency diameter changes in the retinal artery blood column along the vessel increase significantly in anamnestically healthy volunteers with increasing age and in patients with glaucoma during vascular dilation. This study was undertaken to investigate whether longitudinal sections of the retinal artery blood column are altered in systemic hypertension.
Methods: Retinal arteries of 15 untreated patients with essential arterial hypertension (age, 50.9 ± 11.9 years) and of 15 age-matched anamnestically healthy volunteers were examined by RVA. After baseline assessment, a monochromatic luminance flicker (530–600 nm; 12.5 Hz; 20 s) was applied to evoke retinal vasodilation. Differences in amplitude and frequency of spatial artery blood column diameter change along segments (longitudinal arterial profiles) of 1 mm in length were measured and analyzed using Fourier transformation.
Results: In the control group, average reduced power spectra (ARPS) of longitudinal arterial profiles did not differ when arteries changed from constriction to dilation. In the systemic hypertension group, ARPS during constriction, baseline, and restoration were identical and differed from ARPS during dilation (P < 0.05). Longitudinal arterial profiles in both groups showed significant dissimilitude at baseline and restoration (P < 0.05).
Conclusions: The retinal artery blood column demonstrates microstructural alterations in systemic hypertension and is less irregular along the vessel axis during vessel dilation. These microstructural changes may be an indication of alterations in vessel wall rigidity, vascular endothelial function, and smooth muscle cells in this disease, leading to impaired perfusion and regulation.
In der biopharmazeutischen Industrie werden rekombinante Proteine und monoklonale Antikörper in Zellkulturfermentationen produziert, da nur humane oder tierische Zelllinien über die Fähigkeit der Glykosylierung verfügen. Um hohe Produktausbeuten in ausgezeichneter Qualität zu erzielen, ist eine funktionstüchtige Prozesskontrolle unerlässlich. Hierzu wurde in Kooperation mit der Firma Hitec Zang GmbH die HiSense Präzisionsabgasanalytik entwickelt, die auf Basis der vollautomatischen Ermittlung des Respirationsquotienten (RQ; Verhältnis vonKohlendioxidbildungsrate (CER) zu Sauerstoffaufnahmerate (OTR)) einen Fermentationsprozess nicht-invasiv überwacht. Der RQ kann in Hybridoma- und CHO-Zellen (s. Abb.) in sowohl serumhaltigen als auch serumfreien Medien erfolgreich ermittelt werden. Hier spiegeln die CER und die OTR das Wachstumsverhalten der kultivierten CHO-Zellen wider. Der RQ nimmt dabei Werte zwischen 0,9 und 1,2 an. Dies lässt auf verschiedene Stoffwechselaktivitäten schließen. Da die momentane industrielle Prozesskontrolle auf gemessenen Sauerstoffaufnahmeraten oder entsprechende Offline-Analytiken der Metaboliten basieren, soll durch die vollautomatische RQ-Ermittlung ein neues Verfahren zur Fermentationsüberwachung etabliert werden. Bisher war diese, in bakteriellen Kultivierungen standardisierte Methode, aufgrund der schwierigen CER-Berechnung bei Zellkulturen keine adäquate Alternative.
Purpose:
MRI plays a leading diagnostic role in assessing the musculoskeletal (MSK) system and is well established for most questions at clinically used field strengths (up to 3 T). However, there are still limitations in imaging early stages of cartilage degeneration, very fine tendons and ligaments, or in locating nerve lesions, for example. 7 T MRI of the knee has already received increasing attention in the current published literature, but there is a strong need to develop new radiofrequency (RF) coils to assess more regions of the MSK system. In this work, an eight-channel transmit/receive RF array was built as a multipurpose coil for imaging some of the thus far neglected regions. An extensive coil characterization protocol and first in vivo results of the human wrist, shoulder, elbow, knee, and ankle imaged at 7 T will be presented.
Methods:
Eight surface loop coils with a dimension ofurn:x-wiley:00942405:media:mp7176:mp7176-math-0001 were machined from FR4 circuit board material. To facilitate easy positioning, two coil clusters, each with four loop elements, were combined to one RF transmit/receive array. An overlapped and shifted arrangement of the coil elements was chosen to reduce the mutual inductance between neighboring coils. A phantom made of body-simulating liquid was used for tuning and matching on the bench. Afterward, the S-parameters were verified on a human wrist, elbow, and shoulder. For safety validation, a detailed compliance test was performed including full wave simulations of the RF field distribution and the corresponding specific absorption rate (SAR) for all joints. In vivo images of four volunteers were assessed with gradient echo and spin echo sequences modified to obtain optimal image contrast, full anatomic coverage, and the highest spatial resolution within a reasonable acquisition time. The performance of the RF coil was additionally evaluated by in vivo B1 mapping.
Results:
A comparison of B1 per unit power, flip angle distribution, and anatomic images showed a fairly homogeneous excitation for the smaller joints (elbow, wrist, and ankle), while for the larger joints, the shoulder and especially the knee, B1 inhomogeneities and limited penetration depth were more pronounced. However, the greater part of the shoulder joint could be imaged.In vivo images rendered very fine anatomic details such as fascicles of the median nerve and the branching of the nerve bundles. High-resolution images of cartilage, labrum, and tendons could be acquired. Additionally, turbo spin echo (TSE) and inversion recovery sequences performed very well.
Conclusions:
This study demonstrates that the concept of two four-channel transmit/receive RF arrays can be used as a multipurpose coil for high-resolutionin vivo MR imaging of the musculoskeletal system at 7 T. Not only gradient echo but also typical clinical and SAR-intensive sequences such as STIR and TSE performed well. Imaging of small structures and peripheral nerves could in particular benefit from this technique.
Das verbraucherschützende Widerrufsrecht ist in die Jahre gekommen. Als Ergebnis der zunehmenden Rechtszersplitterung im europäischen Richtlinienrecht hat sich eine unüberschaubare Bandbreite an Ausgestaltungsformen in den mitgliedstaatlichen Rechtssystemen herausgebildet. Effektivitätseinbußen, Wettbewerbsverzerrungen und ein hohes Maß an Rechtsunsicherheit sind die Folgen. Zurückführen lässt sich die kostenintensive Fragmentierung des Verbrauchervertragsrechts auf die bisherige Regelungspolitik der Mindestharmonisierung, die es den Mitgliedstaaten erlaubt, von dem durch die Richtlinien gesetzten Mindeststandard durch „überschießende Umsetzung” abzuweichen. Der Unionsgesetzgeber versucht dem vermehrt durch einen Prozess der Vollharmonisierung zu begegnen: Neben Reformen der Richtlinie über Verbraucherkredite (VerbrKrRL) sowie der Timesharing-Richtlinie (TimesharingRL), liegt seit dem 8. Oktober 2008 nunmehr auch der Entwurf einer Rahmenrichtlinie über die Rechte der Verbraucher (VRRL-E) vor. Danach sollen die bisherigen Richtlinien über Haustürgeschäfte (HaustürgeschäfteRL), Fernabsatzverträge (FARL), missbräuchliche Klauseln sowie Verbrauchsgüterkäufe vereinigt werden. Für das verbraucherschützende Widerrufsrecht ist damit zum einen die Herausbildung einheitlicher Kernelemente verbunden, zum anderen tritt es in Konkurrenz zu umfassenden Informationspflichten, die ebenfalls den Schutz des Verbrauchers vor dem unüberlegten Abschluss riskanter bzw. nachteiliger Verträge zum Ziel haben.
Angesichts dieser Entwicklung stellt sich im Folgenden die Frage nach der Zukunft des unionsrechtlichen Widerrufsrechts. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Klärung des Verhältnisses zu den verbraucherschützenden Informationspflichten. Dazu bedarf es zunächst der Herausarbeitung einheitlicher Kernelemente des Widerrufsrechts im vollharmonisierten Richtlinienrecht (II.) sowie einer Systematisierung der sekundärrechtlichen Informationspflichten im Anschluss eine kritische Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile beider Schutzinstrumente erfolgen kann (IV.).
Die Anforderungen an das energiesparende Bauen sind mit der Einführung der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2009 auch im Industrie- und Gewerbebau deutlich verschärft worden. Einen wesentlichen Beitrag zur Energieeinsparung liefert die Minimierung des Transmissionswärmetransfers. Analysiert man Gebäudehüllen in Metallleichtbauweise stellt man fest, dass eine Erhöhung der Wärmedämmstärke allein noch nicht zielführend ist, zusätzlich sind Wärmebrückeneffekte zu berücksichtigen und deren Einflüsse auf die Wärmetransmission zu reduzieren. Neben der Bedeutung für die Energieeinsparung ist eine wärmetechnisch optimierte Detailausbildung auch erforderlich, um einen ausreichenden Feuchteschutz (Vermeidung von Tauwasser und Schimmelpilz) zu realisieren und so Schäden zu vermeiden. Ein wichtiges Hilfsmittel stellt hierzu der vom Industrieverband für Bausysteme im Metallleichtbau (IFBS) herausgegebene Wärmebrückenatlas der Metall-Sandwichbauweise dar.
Im Herbst 2009 wurde das “Deutsche Gütesiegel Nachhaltiges Bauen” für die Gebäudetypen Industriebauten und Handelsbauten offiziell vorgestellt. Die Ökobilanz als wichtiger Baustein der Nachhaltigkeitsbewertung wird somit auch im Industrie- und Gewerbebau zukünftig stark an Bedeutung gewinnen.
Der vorliegende Beitrag beinhaltet einen Vergleich der Umweltleistung verschiedener Bauweisen des Industrie- und Gewerbebaus, die durch die Ökobilanzierung quantifizierbar wird, anhand von momentan verfügbaren Daten und Methoden. Es werden ausgewählte Ergebnisse sowie vorhandene Unsicherheiten und daraus resultierender Forschungsbedarf aufgezeigt.
The CellDrum technology (The term 'CellDrum technology' includes a couple of slightly different technological setups for measuring lateral mechanical tension in various types of cell monolayers or 3D-tissue constructs) was designed to quantify the contraction rate and mechanical tension of self-exciting cardiac myocytes. Cells were grown either within flexible, circular collagen gels or as monolayer on top of respective 1-mum thin silicone membranes. Membrane and cells were bulged outwards by air pressure. This biaxial strain distribution is rather similar the beating, blood-filled heart. The setup allowed presetting the mechanical residual stress level externally by adjusting the centre deflection, thus, mimicking hypertension in vitro. Tension was measured as oscillating differential pressure change between chamber and environment. A 0.5-mm thick collagen-cardiac myocyte tissue construct induced after 2 days of culturing (initial cell density 2 x 10(4) cells/ml), a mechanical tension of 1.62 +/- 0.17 microN/mm(2). Mechanical load is an important growth regulator in the developing heart, and the orientation and alignment of cardiomyocytes is stress sensitive. Therefore, it was necessary to develop the CellDrum technology with its biaxial stress-strain distribution and defined mechanical boundary conditions. Cells were exposed to strain in two directions, radially and circumferentially, which is similar to biaxial loading in real heart tissues. Thus, from a biomechanical point of view, the system is preferable to previous setups based on uniaxial stretching.
Bilaterale stromale Hornhauttrübungen sind für den Augenarzt eine differenzialdiagnostische Herausforderung. Im folgenden Beitrag werden 2 Patieninnen (30 und 36 Jahre) mit unterschiedlich stark ausgeprägter stromaler diffuser Hornhauttrübung vorgestellt. Patientin 1 war kleinwüchsig (114 cm) und Patientin 2 normal groß (172 cm). Beide Patientinnen wiesen veränderte Gelenkstrukturen an Hand und Fußgelenken sowie diffuse stromale Hornhauttrübungen auf. Des Weiteren lagen eine Mitral- und Aorteninsuffizienz (Patientin 1) bzw. eine Aorteninsuffizienz (Patientin 2) vor. Die stromalen diffusen Hornhauttrübungen ließen im Zusammenhang mit den Gelenkveränderungen ein Scheie-Syndrom vermuten. Therapeutisch ist bei Patienten mit Visusminderung eine (lamelläre) Keratoplastik sinnvoll.
Epilepsy
(2010)
Autonomous robotic systems for penetrating thick ice shells with simultaneous collecting of scientific data are very promising devices in both terrestrial (glacier, climate research) and extra-terrestrial applications. Technical challenges in development of such systems are numerous and include 3D-navigation, an appropriate energy source, motion control, etc. Not less important is the problem of forward contamination of the pristine glacial environments with microorganisms and biomolecules from the surface of the probe. This study was devoted to establishing a laboratory model for microbial contamination of a newly constructed ice-melting probe called IceMole and to analyse the viability and amount of the contaminating microorganisms as a function of distance. The used bacterial strains were Bacillus subtilis (ATCC 6051) and Escherichia coli (ATCC 11775). The main objective was development of an efficient and reliable in-situ decontamination method of the melting probe. Therefore, several chemical substances were tested in respect of their efficacy to eliminate bacteria on the surface of the melting probe at low temperature (0 - 5 °C) and at continuous dilution by melted water. Our study has shown that at least 99.9% decontamination of the IceMole can be successfully achieved by the injection of 30% (v/v) hydrogen peroxide and 3% (v/v) sodium hypochlorite into the drilling site. We were able to reproduce this result in both time-dependent and depth-dependent experiments. The sufficient amount of 30% (v/v) H₂O₂ or 3% (v/v) NaClO has been found to be approximately 18 L per cm² of the probe’s surface.
In this paper, we will provide a feasible mission design for a multiple-rendezvous mission to Jupiter's Trojans. It is based on solar electric propulsion, as being currently used on the DAWN spacecraft, and other flight-proven technology. First, we have selected a set of mission objectives, the prime objective being the detection of water -especially subsurface water -to provide evidence for the Trojans' formation at large solar distances. Based on DAWN and other comparable missions, we have determined suitable payload instruments to achieve these objectives. Afterwards, we have designed a spacecraft that is able to carry the selected payload to the Trojan region and rendezvous successively with three target bodies within a maximum mission duration of 15 years. Accurate low-thrust trajectories have been obtained with a global low-thrust trajectory optimization program (InTrance). During the transfer from Earth to the first target, the spacecraft is propelled by two RIT-22 ion engines from EADS Astrium, whereas a single RIT-15 is used for transfers within the Trojan region to reduce the required power. For power generation, the spacecraft uses a multi-junction solar array that is supported by concentrators. To achieve moderate mission costs, we have restricted the launch mass to a maximum of 1600 kg, the maximum interplanetary injection capability of a Soyuz/Fregat launcher. Our final layout has a mass of 1400 kg, yielding a margin of about 14%. Nestor (a member of the L4-population) was determined as the first mission target. It can be reached within 4.6 years from launch. The fuel mass ratio for this transfer is about 35%. The stay time at Nestor is 1.2 years. Eurymedon was selected as the second target (transfer time 3.5 years, stay time 3.0 years) and Irus as the third target (transfer time 2.2 years). The transfers within the Trojan L4-population can be accomplished with fuel mass ratios of about 3% for each trajectory leg. Including the stay times in orbit around the targets, the mission can be accomplished within a total duration of about 14.5 years. According to our mission analysis, it is also feasible to fly to the L5-population with similar flight times. It has to be noted that -for a first analysis -we have taken only the named targets into account. Allowing also rendezvous with unnamed objects will very likely decrease the mission duration. Based on a scaling of DAWN's mission costs (due to comparable scientific instruments and mission objectives), and taking into account the longer mission duration and the potential re-use of already developed technology, we have estimated that these three rendezvous can be accomplished with a budget of about 250 Million Euros, i.e. about 25% of ROSETTA's budget.