Technische Universität Dresden: Qucosa
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Multiphysics Simulation and Experimental Investigation of the Densification of Metals by Spark Plasma Sintering
No full textMultivariant experimental investigations and multiphysics microstructural modeling of the spark plasma sintering process of metallic powders have been performed up to a relative density of approximately 80%. In comparison, the effect of sintering temperature, pressure, and particle size on the interparticle contact area growth and axial shrinkage of cylindrical specimens of copper and nickel particles is measured in laboratory scaled tests. Herein, for the first time all relevant for sintering phenomena are considered simultaneously: the fully coupled thermo-electro-mechanical modeling of the spark plasma sintering processes, additionally taking into account for lattice, grain boundary, surface diffusion, electromigration, and thermomigration, has been carried out. The computational analysis of various physical phenomena allows to identify dominant and insignificant mechanisms. The two-level numerical simulation includes the modeling of the sintering setup at the macroscopic level and the neck formation process in particle chain systems at the microscopic level. The results of the numerical simulations show a very good agreement with the experimental data. Therefore, the impact of electrical and mechanical loads as well as of particle size on microscopic distribution of temperature, inelastic strain, and on densification has been studied by the finite element simulations
M‐CSF directs myeloid and NK cell differentiation to protect from CMV after hematopoietic cell transplantation
No full textTherapies reconstituting autologous antiviral immunocompetence may represent an important prophylaxis and treatment for immunosuppressed individuals. Following hematopoietic cell transplantation (HCT), patients are susceptible to Herpesviridae including cytomegalovirus (CMV). We show in a murine model of HCT that macrophage colony‐stimulating factor (M‐CSF) promoted rapid antiviral activity and protection from viremia caused by murine CMV. M‐CSF given at transplantation stimulated sequential myeloid and natural killer (NK) cell differentiation culminating in increased NK cell numbers, production of granzyme B and interferon‐γ. This depended upon M‐CSF‐induced myelopoiesis leading to IL15Rα‐mediated presentation of IL‐15 on monocytes, augmented by type I interferons from plasmacytoid dendritic cells. Demonstrating relevance to human HCT, M‐CSF induced myelomonocytic IL15Rα expression and numbers of functional NK cells in G‐CSF‐mobilized hematopoietic stem and progenitor cells. Together, M‐CSF‐induced myelopoiesis triggered an integrated differentiation of myeloid and NK cells to protect HCT recipients from CMV. Thus, our results identify a rationale for the therapeutic use of M‐CSF to rapidly reconstitute antiviral activity in immunocompromised individuals, which may provide a general paradigm to boost innate antiviral immunocompetence using host‐directed therapies
Clinical improvement of Long-COVID is associated with reduction in autoantibodies, lipids, and inflammation following therapeutic apheresis
No full textIn the aftermath of the COVID-19 pandemic, we are witnessing an unprecedented wave of post-infectious complications. Most prominently, millions of patients with Long-Covid complain about chronic fatigue and severe post-exertional malaise. Therapeutic apheresis has been suggested as an efficient treatment option for alleviating and mitigating symptoms in this desperate group of patients. However, little is known about the mechanisms and biomarkers correlating with treatment outcomes. Here, we have analyzed in different cohorts of Long-Covid patients specific biomarkers before and after therapeutic apheresis. In patients that reported a significant improvement following two cycles of therapeutic apheresis, there was a significant reduction in neurotransmitter autoantibodies, lipids, and inflammatory markers. Furthermore, we observed a 70% reduction in fibrinogen, and following apheresis, erythrocyte rouleaux formation and fibrin fibers largely disappeared as demonstrated by dark field microscopy. This is the first study demonstrating a pattern of specific biomarkers with clinical symptoms in this patient group. It may therefore form the basis for a more objective monitoring and a clinical score for the treatment of Long-Covid and other postinfectious syndromes
Deep learning trained on lymph node status predicts outcome from gastric cancer histopathology: a retrospective multicentric study
No full textAim
Gastric cancer (GC) is a tumour entity with highly variant outcomes. Lymph node metastasis is a prognostically adverse biomarker. We hypothesised that GC primary tissue contains information that is predictive of lymph node status and patient prognosis and that this information can be extracted using deep learning (DL).
Methods
Using three patient cohorts comprising 1146 patients, we trained and validated a DL system to predict lymph node status directly from haematoxylin and eosin–stained GC tissue sections. We investigated the concordance between the DL-based prediction from the primary tumour slides (aiN score) and the histopathological lymph node status (pN). Furthermore, we assessed the prognostic value of the aiN score alone and when combined with the pN status.
Results
The aiN score predicted the pN status reaching area under the receiver operating characteristic curves of 0.71 in the training cohort and 0.69 and 0.65 in the two test cohorts. In a multivariate Cox analysis, the aiN score was an independent predictor of patient survival with hazard ratios of 1.5 in the training cohort and of 1.3 and 2.2 in the two test cohorts. A combination of the aiN score and the pN status prognostically stratified patients by survival with p-values <0.05 in logrank tests.
Conclusion
GC primary tumour tissue contains additional prognostic information that is accessible using the aiN score. In combination with the pN status, this can be used for personalised management of GC patients after prospective validation
Vorwort: ARCH4HEALTH - Schlaganfall bei Kindern
No full textEin Schlaganfall bei Kindern – ein Thema, das oft übersehen wird, aber dennoch entscheidend ist. Kaum zu glauben, dass auch die Jüngsten davon betroffen sein können, doch weltweite Schätzungen schwanken zwischen 1 bis 8 Neuerkrankungen von 100.000 Kindern pro Jahr. Damit zählt der Schlaganfall im Kindesalter zwar zu den seltenen Erkrankungen, aber die Auswirkungen sind enorm. Ein Schlaganfall verändert maßgeblich das Leben der Kinder sowie ihrer Familien.
Die gebaute Umgebung kann eine entscheidende Rolle bei der Pflege und Rehabilitation von Kindern mit Schlaganfall spielen. Wie wichtig eine unterstützende Umgebung für die Genesung ist, untersucht das europäische Forschungsprojekt 'BUILD CARE - Building Support for Children and Families Affected by Stroke“.
Im Wintersemester 2023|24 setzten sich 13 Architekturstudierende an der TU Dresden, an der Professur für Sozial- und Gesundheitsbauten, mit diesem Thema auseinander. Von der Krankenhausumgebung bis hin zur schulischen Umgebung untersuchten sie die räumlichen Bedürfnisse von Kindern, die einen Schlaganfall erlitten haben. Dieser Sammelband gewährt einen Einblick in ihre Arbeit. [... aus dem Text
Arbeitsbelastung von Lehrkräften an berufsbildenden Schulen
No full textDer Lehrkräftemangel in der beruflichen Bildung gefährdet die Unterrichtsversorgung und Bildungsqualität an Schulen. Die Arbeitsbelastung von Lehrkräften wird als ein zentraler Faktor für den Lehrkräftemangel angesehen, da daraus ein Verlust an Attraktivität und Motivation für den Beruf folgt. Bisherige Studien zur Arbeitsbelastung von Lehrkräften fokussieren jedoch primär allgemeinbildende Schulen, weshalb sich diese Studie auf Lehrkräfte an berufsbildenden Schulen konzentriert.
Ziel der vorliegenden Staatsexamensarbeit ist es deshalb, die Faktoren von Arbeitsbelastung aus der Sicht von Lehrkräften an berufsbildenden Schulen zu identifizieren. Dazu wurde die folgende Forschungsfrage beantwortet: Inwiefern beurteilen Lehrkräfte an berufsbildenden Schulen die vorherrschende Arbeitsbelastung? Hierfür wurde in einem explorativen Forschungsdesign ein adaptierter Fragebogen aus der Frankfurter Arbeitszeit- und Arbeitsbelastungsstudie zu Aspekten von Arbeitsbelastung eingesetzt und in einer Online-Umfrage quantitativ durchgeführt. Aus dieser Befragung konnten 67 vollständige Datensätze in die Auswertung einfließen. Der Fokus der Umfrage lag vor allem auf externen Einflussfaktoren von Arbeitsbelastung. Spezifische Belastungsfaktoren aus
der beruflichen Bildung wurden ergänzt.
Die Auswertung verdeutlichte, dass sich die Folgen von Arbeitsbelastung besonders in einer unausgewogenen Work-Life-Balance, einem Mangel an gesundheitlichem Wohlbefinden und dem Erwägen eines früheren Renteneintritts zeigen. Die maßgeblichen Einflussfaktoren sind: Gründe zur Wahl der SOLL-Arbeitszeit, fehlende Erholungszeiten sowie eine unzureichende personelle, räumliche bzw. digitale Infrastruktur. Zudem führen schulspezifische Anforderungen, das Ausmaß an außerunterrichtlichen Aufgaben sowie eine mangelnde Betriebskultur und ein hohes Arbeitspensum zu einer subjektiv hohen Arbeitsbelastung
Ich will das selbst können!: Selbstständigkeitsförderung von Kindern mit Schlaganfall in einem Sozialpädiatrischen Zentrum
No full textEin Schlaganfall bei Kindern ist zwar selten, wird aber oft von zahlreichen kognitiven und physischen Einschränkungen begleitet, die nicht selten Kinder an den Rollstuhl binden. Insbesondere dann werden regelmäßige Therapiebesuche ein lebenslanger Begleiter. Oftmals finden diese Therapien in Sozialpädiatrischen Zentren (SPZ) statt, die häufig nicht kindgerecht und barrierefrei gestaltet sind. Die unterschiedlichen Barrieren, die sich in Sozialpädiatrischen Zentren für diese Kinder auftun, stellen eine besondere Herausforderung dar.
Diese Forschungsarbeit untersucht durch eine Analyse die Barrieren eines SPZs in Bezug auf die Selbstständigkeit von Kindern. [... aus dem Text
Magnetically Enhanced Thin-Film Coarsening by a Magnetic XPFC Model Allowing to Decouple Magnetic Anisotropy and Magnetostriction
No full textExternal magnetic fields provide a macroscopic control mechanism to influence the microstructure of polycrystalline materials. Herein, the influence of strong magnetic fields on grain growth in thin films is modeled with a magnetic extended phase field crystal model. The magneto–structural effects are incorporated into the correlation function in reciprocal space. With this approach, magnetic anisotropy, magnetostriction, and mobility of grain boundary can be controlled and a variety of geometrical and topological properties consistent with experimental results can be determined
Cyclist’s travel distances and risk of falls in snowy and icy conditions in German cities
No full textIntroduction: So far, no studies are known that estimate distance-based risks for cyclist falls in snowy/icy conditions compared to other conditions to account for differences in cycling levels in the different weather situations. Method: The number of cyclist falls was gathered from retrospective surveys in Germany. Cycling distances were obtained from the German Household Travel Survey “Mobility in cities – SrV,” assigned to meteorological data, and validated against counts and own surveys. The number of falls per distance cycled and Risk Ratios for snowy/icy versus other weather conditions were estimated. Results: An average decrease of 53% in the distance travelled per person and day is estimated for snowy/icy days versus other days. This decrease is lower in regions with higher general cycling mode shares. We find average risks of falls from 9.5 to 16 (field surveys) up to 76.5 falls per 10,000 km (online survey) and average Risk Ratios for cycling in snowy/icy conditions of 20 (field survey conducted in times of other weather) to 36 (field survey conducted in times of snow/ice) and 38 (online survey conducted in times of snow/ice). The risk of suffering an injury in the event of a fall is lower in snowy/icy compared to other weather conditions. Conclusions: Seeing the current trend of growing general cycling levels in Germany, we expect more cycling in winter and, in case of unchanged winter weather and maintenance, a substantial increase of cyclist falls. The reduced risk of being injured in the event of a fall in snowy/icy conditions does not outweigh the higher risk of falling in the first place. Practical Applications: Improved winter maintenance on cycling facilities can help increase winter cycling and reduce the risk of falls at the same time
Entwicklung und Validierung eines laserscanner-basierten Messverfahrens zur Erfassung bewegter Rotorblätter
No full textWindenergieanlagen spielen eine entscheidende Rolle in der nachhaltigen Energiegewinnung. Die Zustandsüberwachung dieser Anlagen ist von großer Bedeutung, um ihre Effizienz und Langlebigkeit zu gewährleisten und unerwartete Ausfälle zu verhindern. Diese Überwachung ist jedoch aufwendig und kostenintensiv, weshalb innovative berührungslose und markierungsfreie Verfahren zur Unterstützung dieser Prozesse von großem Interesse sind.
Insbesondere die Torsion der Rotorblätter ist ein wesentlicher Faktor für die Beschreibung der Effizienz und der Zustandsbewertung der Anlagen. Die Messung der Torsion ermöglicht es, den aerodynamischen Wirkungsgrad zu maximieren und strukturelle Belastungen zu minimieren. Eine maximale Messabweichung von 1° relativ zum Anstellwinkel wird dabei als Ziel definiert, um präzise und verlässliche Ergebnisse zu gewährleisten.
Vor diesem Hintergrund wird ein Konzept entwickelt und umgesetzt, das die Torsion der Rotorblätter berührungslos und markierungsfrei erfassen kann. Zum Einsatz kommen mehrere Laserscanner sowie ein photogrammetrisches Messverfahren. Die Laserscanner werden im 1D-Modus genutzt, um Profildaten an verschiedenen Positionen entlang der Rotorblattlängsachse zu erfassen. Diese Daten sollen bei gleichem Rotationswinkel aufgezeichnet werden, um die Torsion in Abhängigkeit vom Anstellwinkel bestimmen zu können. Hierzu sind Soll-Daten der Geometrie des Rotorblattes erforderlich.
Um die Ausrichtung der Laserscanner zu vereinfachen und die Messgenauigkeit zu verbessern, wird das Konzept eines Systems zur Erfassung multipler hochaufgelöster 1D-Laserdistanzmessungen, dem sogenannten Fächersensor, entwickelt. Die Laserstrahlen des Fächersensors spannen eine Ebene auf. Das System wird als Demonstrator mit vier Distanzmessern umgesetzt. Um aus den gemessenen Distanzen 3D-Koordinaten berechnen zu können, wird das System um Kameras ergänzt und ein Ansatz zur Bestimmung der relativen Orientierungen der Distanzmesser und der eingesetzten Kameras entwickelt. Dazu werden photogrammetrisch 3D-Koordinaten der Laserflecken in verschiedenen Entfernungen ermittelt. Mit den entsprechend gemessenen Strecken können der Ursprung und die Ausrichtung der Distanzmesser bestimmt werden.
Zur Überprüfung der Eignung des Fächersensors zur Torsionsmessung wird ein Messobjekt realisiert. Das Messobjekt besteht aus vier Ebenen, sodass jeder Laserstrahl eine Ebene erfassen kann. Die Ebenen können um eine gemeinsame Achse gedreht werden, um eine Torsion zu simulieren. Das Messobjekt ermöglicht es, Referenzdaten (photogrammetrisch und über Neigungssensoren) zu erfassen, sodass eine Evaluierung des Systems erfolgen kann. Laborversuche werden durchgeführt, und als Ergebnis kann festgehalten werden, dass die Torsion mit einer Genauigkeit von 0,3° (1 σ) bestimmt werden kann.
Die Ergebnisse verdeutlichen das Potenzial des entwickelten Fächersensors für die präzise Torsionsmessung. Eine Weiterentwicklung des Fächersensors befindet sich derzeit in Arbeit