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Rezidive von AML-Patienten nach HLA-gematchter allogener Stammzelltransplantation mit FLAMSA-RIC-Konditionierung
Get PDFDistinct behavioural and neuronal signatures in delayed response and working memory tasks of mice and man
Get PDFQuantifying sources of uncertainty for convective-scale predictability
Get PDFNumerical weather prediction (NWP) on convective scales has made major advancements in recent decades, enabling more precise forecasts of daily weather. However, inherent uncertainties in NWP systems, stemming from initial and boundary conditions (IBC), model formulations, and parameterisations of subgrid-scale processes, pose challenges for accurate predictions. Introducing ensemble prediction systems (EPSs), which are running multiple forecasts with slightly different IBCs in parallel, enables not only probabilistic forecasting but also an estimate of the forecast error through the ensemble variability. However, the error is often underestimated due to insufficient representation of model uncertainties. Including more uncertainty representations is essential for improving the reliability of EPSs. This thesis explores the influence of various uncertainty sources on convective-scale forecast variability using an operational EPS setting. The growth of variability introduced by model uncertainty representations in the presence of IBC perturbations is examined under varying convective forcing conditions focusing on summer convection over Germany. The study is divided into three interconnected parts:
First, the relative impact of individual and combined uncertainties, specifically IBC and microphysical parameter perturbations (MPP), on daily precipitation is evaluated. It is demonstrated that IBC uncertainty predominantly influences precipitation variability, while MPP play a secondary role with a larger impact during weak convective forcing. Combining MPP with IBC perturbations extends the tail of the forecast distributions while keeping the interquartile range barely changed, suggesting redundancy of the uncertainty combination.
Second, the spatial predictability of hourly precipitation and the impact of uncertainty representations are examined using a scale-dependent metric. It is found that the operational convective-scale EPS at the Deutscher Wetterdienst exhibits insufficient spatial variability, particularly in weak forcing conditions. Adding physically-based stochastic perturbations (PSP) in the planetary boundary layer reduces this spatial overconfidence. The combined impact of PSP and MPP with IBC perturbations on spatial error and spread appears additive, with PSP being the primary source of model uncertainty in weakly forced conditions.
Third, a novel "variability budget" analysis method is introduced to quantify such redundancy or additivity of uncertainties by decomposing total variance into individual variances and their correlations. Applying this method to a case study with varying ensemble size for IBCs and PSP revealed that only few additional PSP members are required for convergence in the presence of IBC perturbations. This facilitates the optimisation of an ensemble design that includes multiple sources of uncertainty. In order to trace the variances from the three uncertainty sources, the method is also applied to ensemble simulations encompassing an entire summer month. It is demonstrated that both PSP and MPP introduce variability in regions of potential convective instability, but on scales smaller than those represented by IBC uncertainty. However, the total variance is not significantly altered due to negative correlations between the impacts. Since atmospheric convection is highly intermittent in nature and reacts very sensitive to all kinds of model perturbations, only slight displacements of convective cells lead to anti-phase relationships between their individual impacts, leading to an inefficient variance increase. The correlation characteristics are found to be similar in varying convective forcing, but with larger model uncertainty variances relative to that from IBC uncertainty during weak forcing. The stronger sensitivity of weak forcing conditions to model uncertainty is attributable to the larger variance rather than the correlation characteristics.
All results presented in this thesis emphasise the importance of considering various uncertainty sources in NWP systems and strongly suggest their evaluation in a full EPS including IBC uncertainty. The novel variability budget analysis offers a framework for the quantitative assessment of various uncertainties. A flow-dependent evaluation is desired to highlight the variable impact of model uncertainties during varying atmospheric conditions.Die numerische Wettervorhersage (NWP) auf konvektiven Skalen hat in den letzten Jahrzehnten große Fortschritte gemacht und ermöglicht bessere Vorhersagen des tagtäglichen Wetters. Die inhärenten Unsicherheiten in NWP-Systemen, die sich aus den Anfangs- und Randbedingungen (IBC), den Modellformulierungen und der Parametrisierung von Prozessen auf der Subgrid-Skala ergeben, stellen jedoch eine Herausforderung für genaue Vorhersagen dar. Die Einführung von Ensemble-Vorhersagesystemen (EPS), die mehrere Vorhersagen mit leicht unterschiedlichen IBCs parallel durchführen, ermöglicht nicht nur probabilistische Vorhersagen, sondern auch eine Schätzung des Vorhersagefehlers durch die Ensemble-Variabilität. Allerdings wird der Fehler oft unterschätzt, weil die Modellunsicherheiten nicht ausreichend dargestellt werden. Die Einbeziehung von unterschiedlichen Darstellungen der Unsicherheit ist für die Verbesserung der Zuverlässigkeit von EPS unerlässlich. In dieser Arbeit wird der Einfluss verschiedener Unsicherheitsquellen auf die Vorhersagequalität und -variabilität in einem operationellen konvektionserlaubenden EPS untersucht. Hierzu werden unterschiedliche konvektive Antriebsbedingungen unterschieden. Der Schwerpunkt liegt auf sommerlicher Konvektion über Deutschland. Die Studie ist in drei miteinander verbundene Teile gegliedert:
Zunächst wird der relative Einfluss einzelner und kombinierter Unsicherheiten, insbesondere derjenige von IBC und mikrophysikalischen Parameterstörungen (MPP), auf den täglichen Niederschlag bewertet. Es wird gezeigt, dass insbesondere die IBC-Unsicherheit die Niederschlagsvariabilität beeinflusst, während die MPP eine sekundäre Rolle spielen. Während schwachem konvektivem Antrieb sind MPP wichtiger als während starkem Antrieb. Die Kombination von MPP mit IBC-Störungen vergrößert die Breite der Vorhersageverteilungen, während der Bereich der Interquartile kaum verändert wird, was auf eine Redundanz der Unsicherheitskombination hindeutet.
Zweitens wird die räumliche Vorhersagbarkeit des stündlichen Niederschlags und die Auswirkung der Unsicherheitsdarstellungen unter Verwendung einer skalenabhängigen Metrik und Beobachtungen untersucht. Es zeigt sich, dass die operationelle konvektiv-skalige EPS des Deutschen Wetterdienstes eine unzureichende räumliche Variabilität aufweist, insbesondere bei schwachen Antriebsbedingungen. Das Hinzufügen von physikalisch basierten stochastischen Störungen (PSP) in der planetaren Grenzschicht reduziert diese räumliche 'Overconfidence'. Die kombinierte Auswirkung von PSP und MPP in Gegenwart von IBC-Störungen auf den räumlichen Fehler und die Streuung scheint additiv zu sein, wobei PSP die Hauptquelle der Modellunsicherheit unter schwachem Antrieb für Konvektion bildet.
Um die Redundanz bzw. Additivität von Unsicherheiten zu quantifizieren, wird drittens eine neuartige „Variabilitätsbudget“-Analysemethode eingeführt. Hier wird die Gesamtvarianz in einzelne Varianzen und deren Korrelationen zerlegt. Die Anwendung dieser Methode auf eine Fallstudie mit variierender Ensemblegröße für IBCs und PSP ergab, dass nur wenige zusätzliche PSP-Member für die Konvergenz der Vorhersage erforderlich sind, falls IBC-Störungen aktiviert sind. Um die Varianzen aus den drei Unsicherheitsquellen nachzuvollziehen, wird die Methode auch auf Ensemblesimulationen angewendet, die einen ganzen Sommermonat umfassen. Es wird gezeigt, dass sowohl PSP als auch MPP in Regionen mit konvektiver Instabilität Variabilität einführen, allerdings auf kleineren Skalen als die, die durch die IBC-Unsicherheit beeinflusst werden. Die Gesamtvarianz wird jedoch aufgrund negativer Korrelationen zwischen den Störungen nicht signifikant verändert. Da die atmosphärische Konvektion von Natur aus hochgradig intermittierend ist und sehr empfindlich auf alle Arten von Modellstörungen reagiert, führen schon geringe Verschiebungen konvektiver Zellen zu gegenphasigen Beziehungen zwischen einzelnen Auswirkungen, was zu einem ineffizienten Anstieg der Varianz führt. Die Korrelationscharakteristiken sind bei wechselndem konvektivem Antrieb ähnlich. Der Einfluß der Modellunsicherheit ist im Vergleich zur IBC-Unsicherheit bei schwachem Antrieb größer. Die stärkere Empfindlichkeit der Modellunsicherheit bei schwachem meteorologischem Antrieb ist eher auf die größere Varianz als auf die Korrelationseigenschaften zurückzuführen. Das „Variabilitätsbudget“ läßt sich zur Optimierung eines Ensembledesigns verwenden, um den relativen Einfluß verschiedener Unsicherheitsquellen zu quantifizieren.
Alle in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, verschiedener Unsicherheitsquellen in NWP-Systemen zu berücksichtigen. Die neuentwickelte „Variabilitätsbudget“-Analyse ermöglicht eine quantitative Beurteilung der verschiedenen Unsicherheiten. Darüberhinaus zeigt eine strömungsabhängige Betrachtung einen deutlich unterschiedlichen Einfluß von Modellunsicherheiten bei wechselnden atmosphärischen Bedingungen
Rydberg interactions in subwavelength atomic arrays and Hubbard systems
Get PDFRydberg atoms provide long-range dipolar interactions that can be tuned and switched using optical coupling, rendering them an ideal choice for quantum science and technologies, which encompass a range of applications from quantum simulations, quantum computing, and quantum information. In this dissertation, we incorporate long-range Rydberg interactions into a quantum gas microscope of bosonic 87Rb atoms with single-site control and resolution. This approach allows us to explore the dynamics of many-body systems that feature long-range interactions.
In a first set of experiments, trapped atoms are arranged in a two-dimensional periodic array with subwavelength spacing. Such arrays give rise to photon-mediated interactions and form strong light-matter interfaces with specular reflection. We manipulate this light-matter interface using Rydberg interactions. We make use of EIT coupled to a Rydberg state, turning the array transparent to probe photons. With increasing Rydberg population, the transparency window collapses and the array becomes reflective again due to the Rydberg interactions. We further demonstrate a controlled way of optical switching using a single Rydberg atom. Here, the single Rydberg atom causes a controlled "Rydberg blockade" within the array, which destroys EIT and renders the system reflective. Moreover, correlations of the single atomic and photonic states are observed, which is a precursor to creating deterministic entanglement between the atom and the photons.
In a second set of experiments, we off-resonantly couple to the Rydberg states, known as "Rydberg dressing", which results in a long-range interaction strength compatible with the itinerant Hubbard model. Here, we realize the 1D eBHM use a stroboscopic scheme, periodically pulsing the Rydberg interactions, and demonstrate substantially enhanced lifetimes, surpassing the timescales relevant for the Hubbard model. With this technique, we observe the existence of repulsively-bound states of atomic pairs as well as the stabilization of a charge density wave state in out-of-equilibrium dynamics. Finally, we find density ordering of low-energy ensembles at half-filling when undergoing a near-equilibrium phase transition upon ramping the long-range interactions, paving the way to study complex phase transitions including quantum solids.Rydberg-Atome zeichnen sich durch langreichweitige dipolare Wechselwirkungen aus, welche optisch kontrolliert und eingestellt werden können, was sie zu einem idealen Baustein für Quantenforschung und -technologien macht, mit Anwendungsmöglichkeiten von Quantensimulation über Quantencomputer bis hin zu Quanteninformation. In dieser Dissertation untersuchen wir diese langreichweitigen Rydberg-Wechselwirkungen mittels eines Quantengasmikroskops mit Einzelplatzkontrolle und -auflösung unter Verwendung von bosonischen 87Rb-Atomen. Dies ermöglicht es uns, die Dynamik von Vielteilchensystemen zu erforschen, in denen langreichweitige Wechselwirkungen auftreten.
In einem ersten Experiment ordnen wir Atome in einem zweidimensionalen, optischen Subwellenlängen-Gitter an. In solchen Anordnungen treten starke photonische Wechselwirkungen auf wodurch sie effiziente Licht-Materie-Schnittstellen mit hohem Reflexionsgrad bilden. Wir manipulieren diese Licht-Materie-Schnittstelle mithilfe von kontrollierten Rydberg-Wechselwirkungen. Dazu nutzen wir elektromagnetisch induzierte Transparenz in Verbindung mit einem Rydberg-Zustand und realisieren dadurch zunächst eine für die Photonen transparente Konfiguration. Mit zunehmender Rydberg-Population kollabiert das Transparenzfenster und das System wird aufgrund der Rydberg-Wechselwirkungen wieder reflektierend. Durch die lokale Anregung einzelner Rydberg-Atome, demonstrieren wir darüber hinaus kontrollierte "Rydberg-Blockaden", welche der EIT entgegenwirken, und Schaltprozesse für einzelne Photonen zulassen. Zudem demonstrieren wir Korrelationen zwischen einzelnen atomaren und photonischen Zuständen, was ein erster Schritt auf dem Weg zur Erzeugung deterministischer Verschränkung zwischen den Atomen und Photonen ist.
In einem zweiten Experiment koppeln wir mittels sogenannter "Rydberg-Bei-mi-schung" verstimmt an Rydberg-Zustände, was zu einer langreichweitigen Wechselwirkung führt. Mithilfe dieser realisieren wir ein eindimensionales erweitertes Bose-Hubbard Model unter Verwendung eines stroboskopischen Protokolls, bei dem die Rydberg-Wechselwirkungen periodisch gepulst werden, und erreichen so eine wesentlich längere Lebensdauer, welche kompatibel mit den Tunnelzeitskalen des Hubbard-Modellss sind. Mit dieser Technik können wir die Existenz abstoßend-gebundener Zustände zweier Atome, sowie die Stabilisierung einer Ladungsdichtewelle im Nichtgleichgewicht nachweisen. Schließlich beobachten wir korrelierte Dichteanordnungen innerhalb eines niederenergetischen Ensembles bei halber Füllung, wenn dieses durch kontrolliertes Anschalten der langreichweitigen Wechselwirkungsstärke einen Phasenübergang nahe dem Gleichgewicht durchläuft, was den Weg für die Untersuchung komplexer Phasenübergänge einschließlich von Quantenfestkörpern ebnet
Impact of the hydrodynamical scheme on high resolution simulations of structure formation
Get PDFDas Intra-Cluster-Medium (ICM) von Galaxienhaufen ist eine hochgradig dynamische Umgebung. Sie ist geprägt von Verschmelzungen und räumlich großskaligen Bewegungen von Sub-Strukturen. Kleine räumliche Skalen werden von Turbulenz dominiert, die über eine turbulente Kaskade mit den großen Skalen verbunden sind. Sowohl Beobachtungen als auch Simulationen sagen voraus, dass die typischen Geschwindigkeiten dieser Turbulenz im Unterschallbereich liegen. Dies stellt numerische Herausforderungen für die Berechnung der turbulenten Kaskade dar und erfordert eine sorgfältige numerische Behandlung der Hydrodynamik.
Viele verschiedene numerische Methoden wurden entwickelt und auf dieses spezifische Problem angewandt. Sie lassen sich nach ihrem Diskretisierungsansatz in gitterbasierte Volumendiskretisierungsmethoden wie stationäre und bewegliche Gitter und Massendiskretisierungsmethoden wie Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) unterteilen. In jüngerer Zeit wurde die Meshless Finite Mass (MFM) Methode entwickelt. Das Gas wird hierbei nach Masse diskretisiert. Zusätzlich werden Flüsse zwischen den Nachbarn berechnet, sodass die Vorteile von SPH mit denen gitterbasierten Methoden kombiniert werden.
In dieser Arbeit stellen wir eine neue Implementierung von MFM in dem kosmologischen Simulationscode OpenGadget3 vor. Sie basiert auf der Implementierung im Gandalf-Code, mit verschiedenen Ergänzungen und Erweiterungen, um kosmologische Anwendungen zu ermöglichen. Ein Hauptziel ist die Anwendung auf Unterschallturbulenz in dem ICM von Galaxienhaufen und ein detaillierter und fairer Vergleich mit anderen hydrodynamischen Methoden.
Diese Arbeit ist wie folgt aufgebaut: In Teil I geben wir eine allgemeine Einführung in die relevante Physik und Numerik, einschließlich der MFM-Methode.
Darauf folgen in Teil II einige weitere Details zur Implementierung in OpenGadget3 und diverse Tests, um die Fähigkeiten der verschiedenen Methoden zu analysieren. Mit einer Vielzahl von Testfällen, die von idealisierten Tests bis hin zu komplexeren kosmologischen Anwendungen reichen, können wir verschiedene Aspekte der hydrodynamischen Lösungsmethoden untersuchen. Dies ermöglicht es, die Leistung unserer neuen MFM-Implementierung im Detail zu testen und erlaubt auch einen Vergleich mit anderen Methoden. Wir achten darauf, einheitliche Parameter-Einstellungen für die Tests zu verwenden, um einen fairen Vergleich zwischen den Methoden ohne nachträgliche Anpassungen zu ermöglichen. MFM bietet mehrere Vorteile gegenüber dem zuvor implementierten SPH, einschließlich einer verbesserten Entwicklung von Mischungsinstabilitäten und einem verbesserten Konvergenzverhalten. Da weniger Nachbarn in den Berechnungen benötigt werden, ergibt sich eine effektiv höhere Auflösung bei ähnlichem Rechenaufwand. MFM zeigt hervorragende Leistungen bei der Anwendung auf das Problem der Unterschallturbulenz, und liefert auch vielversprechende Ergebnisse in nicht-radiativen kosmologischen Simulationen.
Darüber hinaus stellen wir Erweiterungen von MFM über die reine Hydrodynamik hinaus vor, einschließlich einer vorläufigen Implementierung der Magneto-Hydrodynamik und der Kopplung an numerische Modelle für physikalische Prozesse unterhalb der Auflösungsgrenze. Einige zusätzliche Verbesserungen des OpenGadget3-Codes werden ebenfalls zusammengefasst.
In Teil III analysieren wir, über idealisierte Tests hinausgehend, den turbulenten Druck im ICM, einschließlich eines Vergleichs hydrodynamischer Lösungsmethoden und Analysemethoden.
Der turbulente Duck wird mit drei verschiedenen Ansätzen ermittelt: indirekt (I) über die Abweichung vom hydrostatischen Gleichgewicht und direkter auf Grundlage der (II) solenoidalen oder (III) multi-skalig gefilterten Geschwindigkeit. Simulationen mit MFM führen im Allgemeinen zu einem erhöhten Turbulenzdruck im ICM von Galaxienhaufen, insbesondere bei Untersuchung mit geschwindigkeitsbasierten Methoden. Auch bei Galaxienhaufen kurz nach einer Verschmelzung wird, im Vergleich zu ruhigeren Systemen, eine erhöhte Turbulenz festgestellt. Der Anteil des nicht-thermischen Drucks am Gesamtdruck reicht von wenigen Prozent bei ruhigen Systemen bis zu ≈13% bei aktiven Haufen in der zentralen Region. Er nimmt in Richtung der äußeren Bereiche zu. Es zeigt sich eine Abhängigkeit von der Analysemethode, die zur Gewinnung von Informationen über die Turbulenz verwendet wird, wobei geschwindigkeitsbasierte Ansätze die direktesten Ergebnisse liefern. Die theoretische Untersuchung der turbulenten Linienverbreiterung ermöglicht einen zusätzlichen Vergleich mit spektralen Beobachtungen.
Ergänzend wenden wir die Multiskalen-Filteranalyse auf simulierte Galaxienhaufens des lokalen Universums an, was wiederum einen direkten Vergleich mit Beobachtungen ermöglicht. Die Ergebnisbandbreiten der daraus ermittelten Druckanteile stimmen mit unserer vorherigen Studie sowie mit Beobachtungen überein.
In Teil IV ordnen wir unsere Ergebnisse ein und geben einige Ausblicke auf mögliche zukünftige Projekte und Weiterentwicklungen. Dazu gehören die Kopplung der MFM-Implementierung an bisher nicht eingebundene physikalische Modelle für Prozesse unterhalb der Auflösungsgrenze in OpenGadget3, außerdem mögliche numerische Verbesserungen und eine Erweiterung der Studie über turbulenten Druck unter Einbeziehung von Rückkopplungsprozessen durch Sterne und supermassereiche Schwarze Löcher. Weiterhin geben wir einen Ausblick auf die Relevanz dieser Arbeit im Zusammenhang mit laufenden und kommenden XRISM-Beobachtungen. Zusätzliches Material befindet sich im Anhang.The Intra Cluster Medium (ICM) of Galaxy Clusters (GCs) is a highly dynamic environment. It is shaped by mergers and bulk motions on large scales. Small scales are dominated by turbulence, connected to large scales via a turbulent cascade. Both observations and simulations predict this turbulence to be subsonic. This poses numerical challenges for calculating the turbulent cascade and requires careful numerical treatment of hydrodynamics.
Many different numerical methods have been developed and applied to this specific problem. They can be divided according to their discretization approach into grid-based volume-discretization methods, such as stationary and moving meshes, and mass-discretization methods such as Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). More recently, Meshless Finite Mass (MFM) has been developed. The gas is discretized by mass, but fluxes between neighbors are calculated, thus combining the advantages of SPH with grid-based methods.
In this work, we present a new implementation of MFM in the cosmological simulation code OpenGadget3. It is based on the implementation in the Gandalf code but has been extended to allow for cosmological applications. One main goal is the application to subsonic turbulence in the ICM of GCs and a detailed and fair comparison with other hydrodynamical methods.
This work is structured as follows: In Part I we will give a general introduction to the relevant physics and numerics, including the MFM method.
This is followed by some more details on the implementation in OpenGadget3 and an extensive test suite to analyze the capabilities of the different methods in Part II. Using a variety of test problems ranging from more idealized tests to more complex cosmological applications, we can probe different aspects of the hydrodynamical solver. It allows to test the performance of our new MFM implementation in great detail, and also provides a comparison to other methods. We make sure to use a consistent setup throughout the tests, to have a fair comparison between the methods without further tuning. MFM has several advantages over the previously implemented SPH, including improved development of mixing instabilities and improved convergence behavior. Requiring fewer neighbors in the calculations leads to an effectively higher resolution at similar computational costs. MFM performs exceptionally well when applied to the problem of subsonic turbulence and also shows promising results in non-radiative cosmological simulations.
In addition, we present extensions of MFM beyond pure hydrodynamics including a preliminary Magneto Hydrodynamics (MHD) implementation and coupling to physical sub-resolution models. Some additional improvements of the OpenGadget3 code are summarized.
Going beyond idealized tests, in Part III we analyze the turbulent pressure support in the ICM, including a comparison of hydro-solvers and analysis methods.
The turbulence pressure is obtained using three different approaches, more indirectly based on (i) the deviation from hydrostatic equilibrium (HE) and more directly based on the (ii) solenoidal or (iii) multi-scale filtered velocity. MFM generally leads to more turbulent pressure support detected in the ICM of galaxy clusters, in particular when studied with velocity-based methods. Increased turbulence is also found for GCs that underwent a recent merger compared to more relaxed systems. The non-thermal to total pressure fraction ranges from a few percent for relaxed systems up to ≈13% for active clusters in the central region with a general increase towards the outskirts. Some dependence is found on the analysis method used to extract information on turbulence, where velocity-based approaches give the most direct results. Studying the turbulent line broadening allows for an additional comparison to observations.
We apply the multi-scale filtering analysis to simulated local universe clusters, allowing a direct comparison to observations. The turbulent pressure fractions are consistent with our previous study and also with observed fractions.
We conclude our findings and present some perspectives on possible future improvements in Part IV. This includes coupling of the MFM solver to remaining subgrid descriptions in OpenGadget3, possible numerical improvements, and a possible extension of the turbulent pressure study including feedback processes. We also give some outlook on the relevance of this work in light of the ongoing and upcoming XRISM observations. Some additional material is provided in the Appendix
Costs and cost-effectiveness of neonatal HIV early infant diagnosis (EID) versus standard of care EID in Mozambique and Tanzania
Get PDFIntroduction: Prompt and affordable access to early infant diagnosis (EID) for HIV is critical, especially for neonates acquiring HIV during gestation for whom mortality in the first months of life is high without treatment. Late diagnosis causes delays in access to lifesaving antiretroviral treatment. Point-of-care (PoC) testing at birth offers an opportunity for same-day treatment initiation at the earliest time possible. However, accurate cost data is needed for planning scale-up and assessing sustainability of EID programs.
Methods: We estimated the health system cost of birth plus 4–6-week testing (very early infant diagnosis; VEID) compared to standard of care (SoC) HIV testing at 4-6 weeks only, both with immediate linkage to treatment. This cost and cost-effectiveness study was nested within the cluster-randomized LIFE study conducted at 28 primary health facilities and evaluated costs of using the Abbott mPIMATM in Mozambique and Cepheid GeneXpert® in Tanzania for HIV testing. We report empirical costs in the LIFE study and additionally simulate integrated and EID program costs scaled to routine demand for EID.
Results: The estimated cost per test in the LIFE study was 37.69, 40.57 (42.84) for SoC in Mozambique and 34.99, 43.88 (45.21) for SoC in Tanzania. Estimated cost per HIV-exposed infant tested and initiated on ART were 84.17, 37.05 (38.51) for SoC in Mozambique and 67.15, 37.38 (38.82) for SoC in Tanzania. Neonates tested at birth started ART at median 0.86 weeks of age compared to 4.71 weeks of age receiving SoC procedures (p<0.0001). Scaling costs to current routine demand for EID reduced the test cost by up to 28% in Mozambique and up to 14% in Tanzania. Utilization of PoC platforms varied across time and health facility, with many sites exhibiting potential to increase efficiency and reduce equipment costs by increasing utilization.
Conclusion: Birth testing is more expensive but results in more frequent and significantly earlier ART initiation. When considering placement of limited PoC analyzers and scale-up of EID programs, alternative solutions that increase efficiency of PoC analyzers such as multiplexing for cost-sharing across programs or increasing access to PoC testing through hub-and-spoke service delivery should be explored
