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Automatische Thrombusdetektion in nativen Computertomographien beim akut-ischämischen Schlaganfall mithilfe eines tiefen Neuronalen Netzwerkes mit Faltungskernen
Full text linkIn dieser Arbeit wurde untersucht, ob Thromben in nativen kranialen Computertomographien unter Verwendung eines Deep-Learning-Modells automatisch detektiert werden können. Als CT-morphologisches Korrelat eines Thrombus fokussierten wir uns auf die Erkennung des hyperdensen Arterienzeichens. Anschließend führten wir eine Beobachtungsstudie durch, um die Ergebnisse unseres Modells mit der Leistung erfahrener Neuroradiolog*innen zu vergleichen. Es wurden dünnschichtige CCT-Bilder von 185 Patient*innen mit akut-ischämischem Schlaganfall aufgrund proximaler zerebraler Gefäßverschlüsse mit ihren jeweils direkt im Anschluss aufgenommenen CTAs registriert. In den CTAs wurde die Kontrastmittellücke mit einer „3D-Region-of-interest“ markiert. Anschließend verwendeten wir diese für die Segmentierung, bei der anhand von Dichtewerten der Pixel und mithilfe der markierten Kontrastmittellücke eine sogenannte „Bounding Box“ in den nativen CCT-Datensätzen festgelegt wurde, die das hyperdense Arterienzeichen markieren sollte. Wir erstellten ein tiefes CNN aus 3 Filterebenen, gefolgt von 5 vollvernetzten neuronalen Schichten, und trainierten es auf die Erkennung der „Bounding Boxes“ für 150 Patient*innen mit akut-ischämischem Schlaganfall bzw. auf die Erkennung des Fehlens einer solchen Region mit 100 Vergleichsdatensätzen. Wir nutzen die übrigen 35 Datensätze von Patient*innen mit, sowie 30 Datensätze von Patient*innen ohne Schlaganfall für die anschließende Testphase. Die notwendige Trainingszeit betrug 7 Tage und 3,5 Stunden. Durchschnittlich betrug die Zeit für die Auswertung eines Datensatzes 3 Minuten und 35 Sekunden (+ / - 45 Sekunden). Die AUC für die richtige Erkennung einer Stenose und ihrer Position im Testdatensatz betrug 0,893 und übertraf damit die Leistung der Expert*innen
Comparison of properties and cost efficiency of zirconia processed by DIW printing, casting and CAD/CAM milling
Full text linkIn dieser Studie wurden zwei Zirkoniumdioxidtinten mit unterschiedlichem Yttriumoxid- und Füllstoffgehalt hergestellt. Das Ziel dieser Studie war es, die mechanischen Eigenschaften und die Kosteneffizienz des Direct Ink Writing-Drucks im Vergleich zum Gussverfahren und zur subtraktiven Fertigung zu untersuchen. Die biaxiale Biegefestigkeit (BFS) aller Proben wurde mit einem Piston-on-three-balls-test gemessen. Für die Analyse der Kristallstruktur wurde Röntgenbeugung (XRD) verwendet. Die Korngrößen wurden rasterelektronenmikroskopisch bestimmt. Für die wirtschaftliche Analyse wurden die Herstellungskosten einer gedruckten Krone berechnet und mit den Kosten einer CAD/CAM-gefrästen Krone verglichen. Die Korngröße und biaxiale Biegefestigkeit aller Gruppen nahm mit steigender Sintertemperatur zu. Mittels Röntgenbeugung wurden für die Gruppen der Tinte 1 monokline und tetragonale Phasen nachgewiesen, für alle anderen Gruppen wurde keine monokline Phase nachgewiesen. Die CAD/CAM-gefräste Keramik wies eine signifikant höhere biaxiale Biegefestigkeit auf als alle anderen Gruppen. Die biaxiale Biegefestigkeit von Tinte 2 war signifikant höher als die biaxiale Biegefestigkeit von Tinte 1. Bei einer Sintertemperatur von 1550°C betrug die mittlere biaxiale Biegefestigkeit der gedruckten Proben von Tinte 2 822±174 MPa.Die Herstellungskosten einer Direct Ink Writing-gedruckte Krone ist deutlich niedriger als die Herstellungskosten einer CAD/CAM-gefrästen Krone. Aus den Ergebnissen kann man schlussfolgern, dass Direct Ink Writing ein großes Potenzial hat, subtraktive Verfahren für zahnmedizinische Anwendungen zu ersetzen, da es bei geeigneten Tintenzusammensetzungen vielversprechende mechanische Eigenschaften aufweist und eine äußerst kostengünstige Herstellung ermöglicht
Nachweis von potentiellen Androgenrezeptor-Koregulatoren in Genitalhautfibroblasten und deren Interaktion mit dem Androgenrezeptor
Full text linkBei über 60% der Patienten mit dem klinischen Bild einer partiellen Androgenresistenz kann keine inaktivierende Mutation im Androgenrezeptor-(AR) Gen nachgewiesen werden. Mittels AR-Funktionsuntersuchungen konnte eine Gruppe von Genitalhautfibroblasten (GF) identifiziert werden, die eine verringerte AR-Funktion ohne AR-Mutation aufweist (AIS Typ II). Exomsequenzierungen von AIS Typ II GF führten zu Mutationen in verschiedenen Kandidatengenen, die als Kofaktoren des AR in Frage kommen. Ziel war es, die Proteinexpresseion dieser Kandidatengene in GF nachzuweisen und eine mögliche Interaktion zwischen dem AR und dem jeweiligen Kandidatengen zu untersuchen. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wurden die Kandidatengene DAAM2, MAMLD1, MED12 und SF1 untersucht
Untersuchung des Zystennematodenresistenzgens Hs4 in unterschiedlichen genomischen Hintergründen
Full text linkMy work consisted of four work packages. In the first, I screened a large set of Patellifolia and Beta species for Hs4 homologs. All Patellifolia species contained highly similar Hs4 homologs, while BvHs4 homologs were present in all Beta species analyzed. When examining the expression patterns of the homologs, I identified substantial differences between species, however, no response to nematode inoculation was observable. In my second work package, I characterized Arabidopsis T3 lines expressing Hs4 from different promoters. I found lines exhibiting significant nematode resistance compared to the susceptible control under in vitro conditions. The resistance was correlated with the Hs4 expression level. In the third work package, I analyzed the ultrastructure of syncytia in high-expressing Hs4-transgenic Arabidopsis lines. Syncytia in non-transgenic Arabidopsis were filled with dense cytoplasm, many functional mitochondria, small vacuoles, and numerous smooth ER vesicles. In contrast, in the resistant roots, necrosis of the initial syncytial cell started five days post-inoculation and completely degraded syncytia were detectable three days later. The cytoplasm was filled with large, translucent membranous structures and vacuoles. Most strikingly, I observed spherical ER-derived membrane aggregations with ribosomes on the outer tubules, while smooth ER was almost completely absent. It can be assumed that the rhomboid-protease Hs4, upon attack by the nematode, leads to the membrane aggregation formation. Rapeseed is a good host for H. schachtii, and the generation of BCN-resistant rapeseed could facilitate crop rotation systems with sugar beet in the future. Therefore, I transformed rapeseed with a 35S::Hs4 construct. I obtained one transgenic plant, and seeds were harvested for future studies
The Networks of Hans Werner Henze's Drei Tentos
Full text linkSpätestens seit ihrer wegweisenden Einspielung auf Julian Breams LP 20th Century Guitar (1967) sind Hans Werner Henzes Drei Tentos als zentraler Bestandteil im Kanon der zeitgenössischen Musik für Gitarre solo verankert. Bei der Beschäftigung mit den Kompositionen wird jedoch oft außer Acht gelassen, dass sie in ihrer Entstehung und Struktur in ein komplexes Netzwerk eingebettet sind: in andere Kompositionen Henzes (Der sechste Gesang, Maratona, Neapolitanische Lieder und Kammermusik 1958, in die die Tentos eingebettet sind), zugleich zu ihren jeweiligen Semantiken, sowie zu den mit den Werken verknüpften Personen in Henzes Umfeld (Ernst Schnabel, Luchino Visconti, Dietrich Fischer-Dieskau, Peter Pears, Benjamin Britten, Julian Bream). Das Buch fragt nach dem Umgang mit diesen Bezügen, nach der Legitimität einer gitarrentypischen Isolierung des Tentos als eigenständigem Werkzyklus und danach, ob und wie eine Entflechtung von Henzes Netzwerken das Hören, Spielen und »Verstehen« seiner Musik beeinflusst: ob sie unabdingbar oder überhaupt wünschenswert ist.Since at least their formative recording on Julian Bream’s LP 20th Century Guitar (1967), Hans Werner Henze’s Drei Tentos have been recognised as a central constituent in the canon of contemporary music for solo guitar. When dealing with the compositions, however, there often occurs a certain disregard for the fact that in terms of their genesis and structure they are situated within a complex network: of others of Henze’s compositions (Der sechste Gesang, Maratona, Neapolitan Songs, and Kammermusik 1958, in which the Tentos are embedded), of their respective semantics and of Henze’s personal acquaintances who are linked to them (Ernst Schnabel, Luchino Visconti, Dietrich Fischer-Dieskau, Peter Pears, Benjamin Britten, Julian Bream). The book asks how to deal with these references, after the legitimacy of a guitar-typical isolation of the Tentos as an independent work cycle and whether and how a disentangling of Henze’s networks influences the listening to, the playing and an »understanding« of his music: whether it is indispensable, or at all desirable
Agile Continuous Integration Testing of Embedded Software Systems with Digital Twin Prototypes
Full text linkThe demands of Industry 4.0 are fundamentally reshaping how embedded software systems are developed. Traditional approaches relying on Hardware-in-the-Loop testing are becoming increasingly complex and costly. This thesis addresses these challenges by formalizing a comprehensive digital twin concept that goes beyond mere simulations. The formal specification in Object-Z includes the physical twin, digital model, digital template, digital thread, digital shadow, the digital twin itself, and finally, the digital twin prototype. All concepts were validated in a 2020 real-world mission in the Baltic Sea as part of the ARCHES project, involving the development of an underwater network of ocean observation systems. At the core of this dissertation is the digital twin prototype, enabling a shift from Hardware-in-the-Loop to Software-in-the-Loop processes. This allows parallel development on the same embedded software, supported by automated integration tests in a continuous integration pipeline--even for serial communication protocols
Challenges and solutions in regionalized stock assessment of the European eel (Anguilla anguilla)
Full text linkAn accurate assessment of fish stock status is pivotal in fisheries management, to guide decisions about sustainable exploitation levels or conservation measures. The abundance or biomass of a fish stock, however, is seldom directly observable, whereby population models have become the primary alternative to gauge fish stock status. Comprehensive and accurate assessments for widely distributed or highly migratory species are particularly challenging, involving a devolution of responsibilities for data collection, and sometimes also for the assessment itself, to the regional level among contracting countries. The critically endangered, facultative diadromous European eel (Anguilla anguilla) has a complex life-cycle, forming a single panmictic stock with a wide continental distribution, thereby epitomizing the challenges of regionalized stock assessment and management. This thesis reviews and examines the accuracy of currently used methods for the assessment of local eel stock status in terms of potential spawner (so-called “silver eel”) escapement, which is mandatory across EU countries. Particular focus was placed on the German Eel Model (GEM), which was validated through a comprehensive mark-recapture study on the Ems River as an exemplary system. The study found a substantial overestimation of the silver eel escapement by GEM compared to the monitored biomass, illustrative of the great uncertainties in local eel stock assessments. A comprehensive meta-analysis of similar validation studies for the heterogeneous regional eel assessment models across Europe underscored the tendency towards over-optimistic estimates for specific model types. Misestimations of stock size can have severe consequences for both the ecological and economic sustainability of a fish stock and its fishery, while over-optimistic assessments in particular increase the risk of insufficient conservation measures needed to enable species recovery
Verzweigungseinheiten für Supramolekulare Dendrimere auf Basis von multiplen Wasserstoffbrücken und Iminen
No full textIn dieser Dissertation wurden verschiedene Verzweigungsbausteine für die Bildung Supramolekularer Dendrimere entwickelt und erfolgreich hergestellt. Etablierte und neue polyfunktionale Kernbausteine auf Basis von Clathrochelaten wurden synthetisiert. Diese verfügen über jeweils mehrere Aldehyd- bzw. Aminofunktion zur Anbindung von Verzweigungsbausteinen durch Iminbildung. Eine weiterentwickelte Synthesemethode zur Herstellung von Clathrochelaten konnte ebenfalls etabliert werden. Die in dieser Arbeit synthetisierten Verzweigungs- bausteine verfügen über Aldehyd- bzw. Aminofunktionen zur Anbindung an die hergestellten Kerne. Zusätzlich sind Isocyanursäuren angebracht, welche komplementäre Wasserstoffbrückenmuster zum bekannten Hamiltonrezeptor bilden. Durch die Einführung von 2-Ethylhexylgruppen konnte die Löslichkeit von einzelnen Verzweigungsbausteinen in unpolaren Lösungsmitteln, im Speziellen Chloroform, optimiert werden. Zur weiteren spektroskopischen Analyse wurde zusätzlich eine Azogruppe eingeführt. Ein supramolekulares System auf Basis von Iminbindung und Wasserstoffbrücken, bestehend aus drei verschiedenen Komponenten, wurde eingehend analysiert und die Auswirkungen von Lösungsmitteln, Wassergehalt und Säurezugabe auf die Bildung des Supermoleküls und die unterschiedlichen Wechselwirkungen untersucht
Dynamics of the T cell receptor repertoire of a small vertebrate in response to infection
Full text linkThe adaptive immune system of vertebrates is central to defense against pathogens. It relies on T cells, which respond to pathogenic exposure via T cell receptors (TCRs) recognizing antigens presented by Major Histocompatibility Complex (MHC) molecules. MHC variability and TCR repertoire diversity are crucial for the initiation and efficacy of the adaptive immune response, respectively. Building upon recent advancements in TCR repertoire analysis using Next Generation Sequencing (NGS), this thesis explores the TCR repertoire dynamics during infection in the three-spined stickleback, an experimental model species encompassing natural genetic variation. Chapter 1 focuses on developing a reproducible NGS-based protocol for reliable MHC genotyping, and highlights the importance of pipeline optimization for accurate allele expression analysis via use of DNA and RNA data. Chapter 2 investigates the TCR repertoire in response to controlled helminth infection, and demonstrates significant non-MHC genetic effects on its diversity. Hints of parasite-induced suppression of TCR compartments are discussed in an eco-evolutionary context. Public, MHC-unrestricted TCRs provide indirect evidence for previously uncharacterized non-conventional T cells. Lastly, Chapter 3 examines the TCR repertoire in a semi-natural setting, following stickleback exposure to its natal environment. Findings include robust TCR activation coinciding with multiple infections, and notable sex-based differences in repertoire diversity. Age-related changes in repertoire composition align with known mammalian aging patterns. Overall, this thesis advances our understanding of TCR repertoire infection dynamics, emphasizing strong genetic and environmental factors shaping its diversity. This work also offers insights into a mode of TCR repertoire organization conserved throughout vertebrate evolution, based on innate-like T cells, the functional importance of which is yet to be fully elucidated
Seismische Untersuchung von submarinem Permafrost und Permafrost-assoziierten Gashydraten in der südlichen kanadischen Beaufortsee
Full text linkSubmarine permafrost is largely unexplored with fundamental knowledge gaps regarding its extent, thickness, degradation rates, carbon pool and the stability of permafrost-associated gas hydrates. Most of the submarine permafrost, found beneath shallow Arctic shelves in the Northern Hemisphere is relict permafrost formed during glacial and low sea level periods in the last ∼ 1 million years. With the end of the last glaciation and the subsequent sea level rise, the Arctic continental shelves were inundated, resulting in a change from very cold air temperatures to today’s warmer bottom waters, causing the submarine permafrost to thaw. The relict permafrost is still responding to this thermal change and continues to thaw. Permafrost is an essential climate variable because its degradation can lead to substantial greenhouse gas emissions. Permafrost degradation is also a potential geohazard, threatening Arctic communities and infrastructure through landslides or ground collapses. To date, Earth system models used for climate assessments and projections lack representation of key processes that affect carbon dynamics. The role of submarine permafrost is completely missing in these models due to essential knowledge gaps. In this thesis, I use marine 2D multichannel seismic data to investigate submarine permafrost and permafrost-associated gas hydrates in the southern Canadian Beaufort Sea. This work aims to improve knowledge of the lateral and vertical extent, physical conditions and potential thawing of submarine permafrost and gas hydrates on the outer continental shelf. The results imply, although permafrost has been degraded, that the stability for permafrost-associated gas hydrates seem to be largely maintained. However, thawed ice-bonding permafrost may leave sediments behind susceptible for slope failure. The retreat of ice content is essential for microbial decomposition rates and opening of migration pathways for trapped greenhouse gases