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2D-Shear-wave Elastographie zur Evaluation der Lebersteifigkeit bei systemischer Sklerodermie und primärer biliärer Cholangitis
No full text2D Shear-wave elastography (2D-SWE) is a simple, proven, and inexpensive method for determining the liver stiffness (LS). In the present study, we examined the LS using 2D-SWE in patients with systemic sclerosis (SSc) and overlap of systemic sclerosis and primary biliary cholangitis (SSc-PBC), and compared the results with patients with primary biliary cholangitis (PBC) and healthy subjects. In summary, patients with SSc without PBC have normal LS, which corresponds to the values of a healthy cohort. Our results demonstrate that SSc-PBC is more common in anti-centromere antibody-positive limited cutaneous SSc and is associated with increased LS. PBC appears to be the leading cause of increased LS in SSc patients. Due to the small number of patients in our study, further studies should be performed to confirm our results. Although 2D-SWE may be used as a simple non-invasive screening tool to determine LS in cases of suspected liver involvement in SSc, additional studies combining 2D-SWE, magnetic resonance imaging, and liver biopsy with histological examination may be helpful to clarify the etiology of elevated LS in some SSc patients without confirmed PBC. Considering antibody-negative PBC or other forms of liver involvement in SSc, liver biopsy could be considered in selected SSc patients with elevated LS, especially if the diagnostic criteria for PBC are not met without histological confirmation.2025-06-3
Proteomic Analysis of non-small cell lung cancer
No full textNicht-kleinzellige Lungenkarzinome sind eine weltweit sehr häufig auftretende Erkrankung mt einer schlechten Prognose. Jährlich sind Lungenkarzinome für etwa 1,6 Millionen Tote weltweit verantwortlich. Es konnte ein Paradigmenwechsel in der Behandlung von betroffenen Patient*innen registriert werden, so können zielgerichtete Therapien gegen molekuläre Zielstrukturen wie beispielsweise ein mutierter EGF-Rezeptor die Lebensqualität verbessern und die Überlebenszeit verlängern. Insgesamt ist die Anzahl der profitierenden Patient*innen jedoch gering. Auch muss festgestellt werden, dass die mediane Überlebenszeit anhand der zielgerichteten Therapie nur geringfügig länger ist als bei der Platinbasierten Chemotherapie. Um die Prognose der betroffenen Patient*innen zu verbessern werden sowohl neue Ansatzpunkte für zielgerichtete Therapien benötigt als auch Marker, die zu einer früheren Diagnosestellung verhelfen können. Ziel dieser Arbeit war es, durch die proteomische Analyse von nicht-kleinzelligen Lungenkarzinomen und physiologischem Lungengewebe einen tieferen Einblick in die Tumorbiologie zu erlangen. Dies kann sowohl dazu dienen neue potentielle Therapieziele als auch diagnostische Marker zu identifizieren.
Hierfür wurde ein Probenkollektiv bestehend aus fünf FFPE-Plattenepithelkarzinomproben, sieben Adenokarzinomproben und sechs Normalgewebeproben der Lunge erstellt. Diese wurden nach Bearbeitung nach dem FASP-Protokoll, welches eine Lyse des Gewebes in Kombination mit der Verwendung eines Super-SILAC-Spike-in-Proteinvergleichsstandard vorsieht, massenspektrometrisch analysiert. Es folgte die Erstellung von Protein-expressionsprofilen, die zum Vergleich der jeweiligen Entitäten auf Proteinebene führte. Es gelang durch die Erstellung einer cluster heatmap die Differenzierung von Normalgewebe der Lunge zu maligne verändertem Gewebe. Insgesamt wurden 382 Proteine überschneidend in allen Proben quantifiziert. Es sollte gezeigt werden, dass aus der Literatur bekannte differentiell exprimierte Proteine im Rahmen des vorgestellten Protokolls reproduziert werden können. Außerdem wurden einige neue differentiell exprimierte Proteine identifiziert, die nach Literaturrecherche näher betrachtet wurden hinsichtlich ihrer Rolle in der Tumorpathologie. Hierzu gehören die Proteine Heat Shock Protein 60 (HSP60), Katalase, Uridine Diphosphat-Glukose-6- Dehydrogenase (UGDH) und Serin Hydroxymethyltransferase 2 (SHMT2). Anschließend wurde eine immunhistochemische Färbung zur Validierung für zwei stellvertretend gewählte Marker (SHMT2 und UGDH) an einem weiteren Kollektiv bestehend aus Plattenepithelkarzinom, Adenokarzinom und Normalgewebe an TMA Blöcken vorgenommen. Die Ergebnisse zeigten sich heterogen. Wie in der unsupervised Clustering Analyse konnte eine Abgrenzung von malignen Gewebeproben zu physiologischem Lungengewebe auch anhand der Immunhistochemischen Färbungen gefunden werden. Eine eindeutige Differenzierung zwischen Adenokarzinom und Plattenepithelgewebe gelang nicht.Non-small cell lung cancer is a very common disease worldwide with a poor prognosis. Lung cancer is responsible for approximately 1.6 million deaths worldwide each year. A paradigm shift in the treatment of affected patients has been observed: targeted therapies against molecular target structures, such as a mutated EGF receptor, can improve quality of life and prolong survival. Overall, however, the number of benefiting patients is small. It should also be noted that the median survival time with targeted therapy is only slightly longer than with platinum-based chemotherapy. To improve the prognosis of affected patients, both new approaches for targeted therapies and markers that can aid earlier diagnosis are needed. The aim of this study was to gain deeper insight into tumor biology through proteomic analysis of non-small cell lung cancer and physiological lung tissue. This can serve to identify both new potential therapeutic targets and diagnostic markers.
For this purpose, a sample collective consisting of five FFPE squamous cell carcinoma samples, seven adenocarcinoma samples, and six normal lung tissue samples was created. These were analyzed by mass spectrometry after processing according to the FASP protocol, which involves tissue lysis in combination with the use of a Super-SILAC spike-in protein comparison standard. Protein expression profiles were then generated, which led to a comparison of the respective entities at the protein level. By creating a cluster heatmap, it was possible to differentiate normal lung tissue from malignant tissue. A total of 382 proteins were quantified across all samples. The aim was to demonstrate that differentially expressed proteins known from the literature could be reproduced using the presented protocol. Furthermore, several new differentially expressed proteins were identified, which were examined in more detail with regard to their role in tumor pathology after a literature search. These include the proteins heat shock protein 60 (HSP60), catalase, uridine diphosphate-glucose-6-dehydrogenase (UGDH), and serine hydroxymethyltransferase 2 (SHMT2). Subsequently, immunohistochemical staining was performed to validate two representative markers (SHMT2 and UGDH) on another collective consisting of squamous cell carcinoma, adenocarcinoma, and normal tissue on TMA blocks. The results were heterogeneous. As in the unsupervised clustering analysis, a distinction between malignant tissue samples and physiological lung tissue could also be determined based on the immunohistochemical staining. A clear differentiation between adenocarcinoma and squamous cell tissue was not possible.2025-06-1
Spontaneous intracerebral hemorrhage - patients retrospectively consent to fibrinolytic surgery despite poor neurological outcome and reduced health-related quality of life
No full textEinleitung
Im Zeitalter hochmoderner Präzisionsmedizin konnte die Mortalität der spontanen, supratentoriellen intrazerebralen Blutung durch minimalinvasive Verfahren wie der rtPA-Lysetherapie gesenkt werden. Dennoch geht das Überleben häufig mit immensen Einschränkungen in verschiedenen Lebensbereichen einher. Outcome-Studien konzentrieren sich bisher auf die funktionellen Folgen. Im Hinblick auf eine personalisierte Medizin stellt sich die Frage, ob allein das funktionelle Outcome den Benefit als akzeptabel oder weniger akzeptabel klassifizieren darf, oder ob vielmehr die aus dem Schicksal resultierende gesundheitsbezogene Lebensqualität Erfolg oder Misserfolg begründet, und eine Therapie somit rückblickend rechtfertigen sollte.
Material und Methoden
Es erfolgte eine retrospektive Analyse klinischer und demographischer Daten aller Betroffenen einer ICB, welche mittels rtPA-Lysetherapie im Zeitraum von 2010 bis 2020 behandelt wurden. In der Follow-Up-Phase erfolgte ein standardisiertes Interview. Es wurden soziodemographische Daten, der funktionelle Zustand mittels modified Rankin Scale (mRS), die krankheitsspezifische und gesundheitsbezogene Lebensqualität mittels Quality of Life after Brain Injury Overall Scale (QOLIBRI-OS), und die retrospektive Einwilligung zur Therapie evaluiert. War ein Patient selbst nicht teilnahmefähig, konnte ein Vertreter im Sinne des Betroffenen teilnehmen.
Ergebnisse
312 Betroffene einer Hirnblutung wurden mittels rtPA-Lyse behandelt. Von 204 potenziellen Follow-Up-Teilnehmenden nahmen 63 (31%) tatsächlich teil, darunter 28 Frauen und 35 Männer mit einem durchschnittlichen Alter bei Ereignis von 66,9 ± 11,8 Jahren und einem medianen ICH-Score von 3 (0 = 1,6%, 1 = 14,3%, 2 = 30,2%, 3 = 44,4%, 4 = 9,5%, 5 = 0%). 27 Interviews erfolgten mit einem Betroffenen, 36 mit einem Vertreter. Die mittlere Follow-Up-Periode betrug 71 ± 40 Monate, der mediane mRS-Wert betrug 3. Insgesamt erreichten 52,4% (33/63) ein gutes funktionelles Outcome (mRS null bis drei). Die durchschnittliche krankheitsspezifische und gesundheitsbezogene Lebensqualität ist mit 49,6 ± 27,7 (max. Wert: 100) im Vergleich zur Referenzpopulation als niedrig einzustufen. Betroffene gaben signifikant bessere Werte an als Vertreter (p = 0,001). Die retrospektive Einwilligung lag bei 89%. Darunter befanden sich alle 33 Betroffenen mit einem guten Outcome. Von den Teilnehmenden mit einem „schlecht“ Outcome stimmten 76% dem Eingriff rückblickend zu. Die Zustimmung stand in einem signifikanten Zusammenhang mit der erreichten krankheitsspezifischen und gesundheitsbezogenen Lebensqualität (p = 0,004). Weder die krankheitsspezifische und gesundheitsbezogene Lebensqualität (p = 0,249) noch die retrospektive Zustimmung (p = 0,323) war mit der initialen Schwere der Blutung (ICH-Score) assoziiert.
Diskussion
Die subjektive Wahrnehmung resultierender Lebensumstände scheint im Widerspruch zum objektiv ermittelten neurologischen Status zu stehen. Somit liegt auch bei Patienten mit hämorrhagischem Schlaganfall und anschließender rtPA-Lysetherapie ein Disability-Paradoxon vor und die Behandlung ist auch bei schlechtem funktionellen Outcome gerechtfertigt. Die krankheitsspezifische gbzLQ konnte als geeigneter Parameter zur Erfassung der resultierenden Lebensumstände ausfindig gemacht werden und eignet sich daher als Erfolgskriterium der rtPA-Lysetherapie bei einer ICB. Alleinige funktionelle Outcome-Analysen zur Therapierechtfertigung sind somit obsolet, die Etablierung patientenzentrierter Evaluationen obligat.Spontaneous intracerebral hemorrhage (ICH) might lead to devastating consequences. Nonetheless, subjective interpretation
of life circumstances might vary. Recent data from ischemic stroke patients show that there might be a paradox between
clinically rated neurological outcome and self-reported satisfaction with quality of life. Our hypothesis was that minimally
invasive surgically treated ICH patients would still give their consent to stereotactic fibrinolysis despite experiencing rela-
tively poor neurological outcome. In order to better understand the patients’ perspective and to enhance insight beyond func-
tional outcome, this is the first study assessing disease-specific health-related quality of life (hrQoL) in ICH after fibrinolytic
therapy. We conducted a retrospective analysis of patients with spontaneous ICH treated minimally invasive by stereotactic
fibrinolysis. Subsequently, using standardized telephone interviews, we evaluated functional outcome with the modified
Rankin Scale (mRS), health-related Quality of Life with the Quality of life after Brain Injury Overall scale (QOLIBRI-OS),
and assessed retrospectively if the patients would have given their consent to the treatment. To verify the primary hypoth-
esis that fibrinolytic treated ICH patients would still retrospectively consent to fibrinolytic therapy despite a relatively poor
neurological outcome, we conducted a chi-square test to compare good versus poor outcome (mRS) between consenters and non-consenters. To investigate the association between hrQoL (QOLIBRI-OS) and consent, we conducted a Mann-Whitney U-test. Moreover, we did a Spearman correlation to investigate the correlation between functional outcome (mRS) and hrQoL (QOLIBRI-OS). The analysis comprised 63 data sets (35 men, mean age: 66.9 ± 11.8 years, median Hemphill score: 3 [2-3]). Good neurological outcome (mRS 0–3) was achieved in 52% (33/63) of the patients. Patients would have given their consent to surgery retrospectively in 89.7% (52/58). These 52 consenting patients comprised all 33 patients (100%) who achieved good functional outcome and 19 of the 25 patients (76%) who achieved poor neurological outcome (mRS 4–6). The mean QOLIBRI-OS value was 49.55 ± 27.75. A significant association between hrQoL and retrospective consent was found (p = 0.004). This study supports fibrinolytic treatment of ICH even in cases when poor neurological outcome would have to be assumed since subjective perception of deficits could be in contrast with the objectively measured neurological outcome. HrQoL serves as a criterion for success of rtPa lysis therapy in ICH.2025-07-1
Attitudes of patient organizations towards personalized medicine and Big Data - An empirical-ethical qualitative study
No full textHintergrund:
Laufende Entwicklungen und Innovationen in Digitalisierungsprozessen haben innerhalb weniger Dekaden in rasanter Dynamik zu einer Anhäufung umfangreicher Datenmengen in unterschiedlichen Bereichen und Kontexten geführt, von denen auch (bio-)medizinische Forschungs- und Anwendungsfelder nicht unberührt geblieben sind. Dem hierdurch entstandenen Pool aus zunehmend kaum zu überblickenden Daten, auch als „Big Data“ bezeichnet, wird ein großes Potential attestiert u. a. neue und fortschrittstreibende Erkenntnisse in der Prävention, Diagnostik und Therapie verschiedener Krankheitsbilder zu ermöglichen. Vor diesem Hintergrund erscheint es naheliegend, dass biomaterialbasierte Daten, z. B. genetische Informationen und Biomarker, sowie andere gesundheitsbezogene Daten unter Nutzung der bestehenden und künftigen technologischen Möglichkeiten zur Etablierung einer zunehmend personalisierten Medizin nutzbar gemacht werden können. Auf Grund der gegenwärtigen Dynamik all dieser Prozesse erscheint eine differenzierte Auseinandersetzung mit den Auswirkungen dieser Entwicklungen auf medizinethischer Ebene hoch relevant. Patient*innen kommt als relevanter Stakeholdergruppe im Kontext von Big Data und personalisierter Medizin auf Grund ihrer besonderen Betroffenheit im Kontext (bio-)medizinischer Forschung und Entwicklung eine herausragende Bedeutung zu. Gleichzeitig sind ihre Perspektiven insbesondere für den deutschsprachigen Raum bislang nur wenig beforscht worden.
Ziele der Arbeit:
Ziel der vorliegenden Arbeit ist daher eine explorative Erfassung und Analyse der bestehenden Berührungspunkte, sowie Einstellungen ausgewählter Patientenorganisationen zu personalisierter Medizin und Big Data, sowie ihrer hiermit verbundenen Wahrnehmung von Chancen und Risiken, die abschließend einer medizinethischen Einordnung und Diskussion unterzogen wurden.
Methode:
Zu Beginn erfolgte die Durchführung einer Literaturrecherche einschließlich Ausarbeitung der Forschungsfragen. Zum Einstieg in die Recherche von geeigneten Patientenorganisationen für eine halbstrukturierte Telefoninterviewstudie erfolgte eine Nutzung der Datenbanken der Nationalen Kontakt- und Informationsstelle für Selbsthilfe (NAKOS). Priorisiert wurden insbesondere Patientenorganisationen, bei denen auf Basis der vertretenen Erkrankung(en) Berührungspunkte mit Fragen der personalisierten Medizin und Big Data angenommen werden konnten (z. B. auf Grund einer bereits bekannten genetischen Pathophysiologie und bestehender Verfügbarkeit genetischer Tests, bekannter Biomarker im Erkrankungskontext). Die Webseiten ausgewählter Patientenorganisationen wurden hieraufhin einer umfangreichen Webseitenanalyse unterzogen, die auf Hinweise zu inhaltlichen Auseinandersetzungen mit den Themen Big Data und personalisierte Medizin gezielt untersucht wurden. Auf Basis der Rechercheergebnisse erfolgte eine bevorzugte Kontaktaufnahme mit Patientenorganisationen, die Auseinandersetzungen auf ihrer Webseite erkennen ließen. Bei vorliegenden Einwilligungserklärungen, sowie Erarbeitung eines Interviewleitfadens für ein halbstrukturiertes Interview konnte im Verlauf eine Serie von 27 aufgezeichneten halbstrukturierten Telefoninterviews mit Vertreter*innen von Patientenorganisationen in Deutschland geführt werden. Ergänzend wurden zur Herstellung einer Vergleichsperspektive 6 Interviews mit Vertreter*innen von Patientenorganisationen aus dem Vereinigten Königreich, sowie 2 Interviews mit Vertreter*innen von Patientenorganisationen aus Schweden in englischer Sprache durchgeführt und aufgezeichnet. Nach Transkription der Interviews einschließlich deren Anonymisierung und Pseudonymisierung erfolgte eine qualitative inhaltsanalytische Auswertung des Interviewmaterials nach Mayring.
Ergebnisse:
Insgesamt zeigt sich in der Auseinandersetzung der befragten deutschen Patientenorganisationen mit den Chancen und Risiken personalisierter Medizin (hier vorwiegend prädiktiven Testverfahren), sowie Big Data sowohl auf Ebene der Webseitendarstellungen als auch in den Interviews ein gemischtes Bild. Chancen und Risiken, sowie einige ethische Spannungsfelder mit Bezug zu diesen Themen konnten zwar insbesondere im Rahmen der Interviews benannt werden, eine explizit breite und aktive Auseinandersetzung bzw. Diskussion hierüber spielte jedoch in den wenigsten Organisationen eine relevante Rolle. Selbsthilfe wurde von nahezu allen deutschen Patientenorganisationen als relevantes Arbeitsfeld benannt, hier insbesondere in Form von Informationsbereitstellung für Betroffene und Nicht-Betroffene (z. B. Berufsgruppen, die Umgang mit Betroffenen haben), Vermittlung von Ansprechpartner*innen und Begleitung, sowie (gesundheitspolitische) Interessenvertretung von Betroffenen bzw. deren Angehörigen. An mit personalisierter Medizin und Big Data verbundener Forschung wurde vorwiegend Interesse gezeigt, jedoch eher in Form einer beobachtenden bis begleitenden Haltung. Eine aktive Partizipation an entsprechenden Forschungsvorhaben oder die Initiierung eigener Projekte (z. B. Patient*innenregister oder Biobanken) bleib eine absolute Ausnahme unter den interviewten Organisationen. Begründet wurde dies in vielen Fällen mit dem Umstand, dass entsprechende Themen und deren Entwicklung als eher abstrakt wahrgenommen wurden und wenige unmittelbar relevante Bezugspunkte zur Realität der Patient*innen bzw. ihrer Angehörigen wahrgenommen wurden. Auch wurde die Aneignung von Wissen, um an entsprechenden Entwicklungen zu partizipieren, vereinzelt als aufwändig und mühsam beschrieben. Ein kleiner Teil der interviewten Organisationen wies die Auseinandersetzung mit den Themen Big Data und personalisierter Medizin gänzlich zurück. Einschränkungen, die Patientenorganisationen eine aktive Auseinandersetzung und Beteiligung erschweren, wurden auf eine geringe Zahl einschlägig interessierter Organisationsmitglieder, Mitgliederschwund und –fluktuation, Defizite in der Finanzierung von Patientenorganisationen, sowie Vereinbarkeitsprobleme vor dem Hintergrund familiärer und/oder beruflicher Verpflichtungen bzw. eigener erkrankungsbedingter Einschränkungen zurückgeführt. In der Gegenüberstellung mit den interviewten Patientenorganisationen im Vereinigten Königreich zeigte sich, dass hier selbsthilfeorientierte, gesundheitspolitische und partizipative Ansprüche bzgl. einer aktiven Mitgestaltung von Forschung mit größerer Selbstverständlichkeit nebeneinander existierten. Dem Anliegen Betroffenenperspektiven aufzuzeigen und einzubringen wurde große Bedeutung beigemessen, ebenso wurden weitgehend gute Beziehungen zu anderen Stakeholdern aus Politik und Forschung beschrieben. Hinsichtlich ihrer Chancen- und Risikowahrnehmung argumentierten Patientenorganisationen aus dem Vereinigten Königreich und Schweden ähnlich. Auf der Ebene der Risikowahrnehmung wurden hier analog ebenfalls insbesondere datenschutzrechtliche Bedenken adressiert. Auf Basis des Interviewmaterials ließ sich eine Typologie herausarbeiten, mit der sich die Rollen von Patientenorganisationen hinsichtlich ihrer Beteiligung an bzw. Gestaltung von Forschungsvorhaben rund um Big Data und personalisierte Medizin beschreiben ließ (Unabhängige, Kooperateure, Finanzierer, Alternative).
Schlussfolgerungen:
Für den Großteil der interviewten deutschen Patientenorganisationen nehmen Selbsthilfeaspekte in der praktischen Organisationstätigkeit eine herausragende Rolle ein. Eine relevante aktive Mitgestaltung des Diskurses rund um Big Data und personalisierte Medizin ist bei den meisten Organisationen hingegen kaum erkennbar. Wenige einzelne Organisationen heben sich hier mit herausragendem Engagement in Form von eigenständig gegründeten Projekten ab. Um Patientenorganisationen als Stakeholder im öffentlichkeitswirksamen Diskurs rund um Big Data und personalisierte Medizin, sowie in der (Mit)gestaltung von Forschung aktiver zu positionieren, sollten finanzielle und organisatorische Rahmenbedingungen für deren Arbeit, insbesondere unter Vereinbarkeitsaspekten mit Beruf und Familie, geprüft und optimiert werden. Ebenso empfehlen wir den Auf- bzw. Ausbau von Fort- und Weiterbildungsangeboten für Patient*innen zu den aktuellen Entwicklungen in den Bereichen Big Data und personalisierte Medizin, sowie von anderen Stakeholdern in der Anwendung partizipativer Forschungsmethoden. Ergänzend sollten verbindliche Standards für die Repräsentation von Patient*innen in Forschungsvorhaben etabliert werden.Background:
Within only a few decades, ongoing developments and innovations in digitalization processes have led to a rapid accumulation of extensive data sets across various fields and contexts, including medical and (bio-)medical research and application areas. This has resulted in a pool of increasingly complex and often hard-to-overview data, also known as ‚Big Data‘, which is attributed with great potential, including enabling new and advancing insights in prevention, diagnostics, and treatment of various medical conditions. Against this background, biomaterial-based data such as genetic information and biomarkers, as well as other health-related data, can be made usable for establishing an increasingly personalized medical approach through the utilization of existing and future technological features. Given the current dynamic of these processes, a nuanced examination of the ethical implications of these developments is highly relevant. Patients as a significant stakeholder group in the context of Big Data and personalized medicine are particularly important due to their specific involvement in (bio-)medical research and development. However, their perspectives, especially in Germany, have not been extensively studied so far.
Objective:
The aim of this study is to explore and analyze the existing intersections and attitudes of selected patient organizations towards Big Data and personalized medicine, as well as their perceptions of opportunities and risks associated with these topics. These findings are then subjected to a medical-ethical assessment and discussion.
Method:
Initially, a literature review was conducted, including the development of research questions. To identify suitable patient organizations for a semi-structured telephone interview study, data from the databases of the National Contact and Information Center for Self-Help (NAKOS) were used. Priority was given to patient organizations where, based on the diseases they represent, potential links to questions of personalized medicine and Big Data seemed most likely (e.g., due to known genetic pathophysiology and available genetic tests, or known biomarkers in the disease context). The websites of selected organizations were then extensively analyzed for indications of engagement with Big Data and personalized medicine topics. Based on these findings, organizations that showed relevant discussions on their websites were contacted. With given consent and the development of an interview guide for semi-structured interviews, a series of 27 recorded interviews with representatives of patient organizations in Germany was conducted. To gain a comparative perspective, 6 interviews with representatives from patient organizations in the United Kingdom and 2 interviews from Sweden were also conducted in English and recorded. After transcribing, anonymizing, and pseudonymizing the interviews, a qualitative content analysis was performed according to Mayring.
Results:
Overall, the engagement of the German patient organizations with the opportunities and risks of personalized medicine (primarily predictive testing procedures) and Big Data presents a mixed picture, both on their website representations and in the interviews. While some opportunities, risks, and ethical conflicts related to these topics were identified and adressed—particularly during the interviews—an explicit broad and active engagement or discussion was rare among most organizations. Nearly all German patient organizations identified self-help as a relevant field of their activity, especially in terms of providing information for affected individuals and non-affected groups (e.g., professionals working with patients), mediating contacts, offering support, and advocating for the interests of patients and their relatives (including health policy advocacy). Interest in research connected to personalized medicine and Big Data was mainly observed in a passive or supportive manner; active participation in research projects or self-initiated projects (e.g., patient registries or biobanks) were an exception. Many organizations justified this by perceiving these topics and their developments as somewhat abstract and lacking immediate relevance to the realities of patients and their families. Additionally, acquiring knowledge to participate in such developments was sometimes described as laborious and challenging. A small number of organizations completely dismissed engagement with Big Data and personalized medicine. Limitations hindering active involvement were attributed to a small number of members interested in the topics, general member decline and fluctuation, deficits in funding for patient organizations as well as challenges in balancing family and/or professional commitments or personal health-related limitations. Compared to the interviewed patient organizations in the United Kingdom, it was evident that here, self-help orientation, health policy, and participatory claims regarding active involvement in research coexist more naturally. Emphasizing and incorporating the patient perspective was considered highly important and good relationships with other stakeholders from politics and research were generally described. Regarding their perception of opportunities and risks, patient organizations from the UK and Sweden argued similarly. On the risk perception level, particularly data protection concerns were addressed, consistent with the handling of sensitive personal information in Big Data contexts. Based on the interview material, a typology could be developed to describe the roles of patient organizations concerning their involvement in or shaping of research projects related to Big Data and personalized medicine (Independent, Cooperators, Funders, Alternatives).
Conclusions:
For the majority of the German patient organizations interviewed, self-help aspects play a prominent role in their practical organizational activities. However, active participation in the discourse around Big Data and personalized medicine is hardly evident in most organizations. A few organizations stand out through exceptional engagement, such as independently initiated projects. To position patient organizations more actively as stakeholders in the public discourse on Big Data and personalized medicine, as well as in the (co-)design of research, the financial and organizational framework conditions for their work—especially regarding compatibility with professional and family commitments—should be examined and optimized. Additionally, we recommend developing or expanding training and continuing education opportunities for patients on current developments in Big Data and personalized medicine, as well as for other stakeholders involved in applying participatory research methods. Furthermore, binding standards for the representation of patients in research projects should be established.2025-07-0
Genetische Variabilität im Enzym CYP2D6: Bedeutung für die Pharmakokinetik und Pharmakodynamik von Metoprolol bei einmaliger und mehrfacher Dosierung
No full textEinleitung: In der Wirksamkeit der Behandlung von kardiovaskulären Erkrankungen mit Metoprolol gibt es erhebliche Unterschiede zwischen den Patienten. In zahlreichen voran gegangenen Studien konnte der ausgeprägte Effekt des CYP2D6-Polymorphismus auf die Pharmakokinetik und Pharmakodynamik von Metoprolol als Ursache der Unterschiede identifiziert werden. Unsere Studie hatte neben einer genaueren Quantifizierung dieses Effektes das Ziel, genauere Daten über die bisher wenig untersuchten Allele *9, *10, *17 und *41 zu gewinnen. Darüber hinaus war von Interesse, welche Auswirkungen der CYP2D6-Polymorphismus auf die PKPD bei Langzeitanwendung hat, da über Enzymhemmung oder Herunterregulation der Empfindlichkeit der Rezeptoren prinzipiell denkbar ist, dass die Effekte Einzeldosierung anders sind als bei Dauerbehandlung.
Methoden: 120 Probanden wurden in 6 Hauptgruppen (SGD: 0, 0.5, 1, 1.5, 2 und > 2) eingeteilt. 1, 2.5, 6, 9, 24, 33 und 48 Stunden nach Dosierung von 100 mg Metoprololtartrat (Metoprolol-IR) und 1, 2.5, 6, 9 und 24 Stunden nach 6-tägiger Dosierung von jeweils 95 mg Metoprololsuccinat (Metoprolol-SR) wurden die Metoprolol-Plasmakonzentrationen gemessen sowie Herz- und Kreislaufparameter erfasst.
Ergebnisse: Insgesamt 120 ProbandInnen, davon 15 mit SGD=0, 12 mit SGD=0.5, 37 mit SGD=1, 15 mit SGD=1.5, 39 mit SGD=2 und 2 mit SGD > 2 nahmen am Metoprolol-IR Studienteil teil und 117 Probanden absolvierten den Metoprolol-SR-Studienteil. Die Unterschiede in der Pharmakokinetik der einzelnen SGD-Gruppen waren in allen ermittelten Pharmakokinetik-Parametern (hepatische Clearance, AUC, Cmax, HWZ, MRT) sowohl im Studienteil mit Einmaldosierung des schnell freisetzenden Präparates als auch im Studienteil mit der Mehrfachdosierung des Retardpräparates signifikant. Die ermittelten Clearances der einzelnen CYP2D6-Allele ergaben für die Allele *1, *2, *3, *4, *5, *6, *9, *10, *17 und *41 für Metoprolol-IR: 155.1, 132.8, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 48.3, 77.9, 35.6 und 24.7 und für Metoprolol-SR: 228.2, 237.5,0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 99.9, 57.0, 54.0 und 40.3. Es besteht eine noch ausgeprägtere Clearance der schnelleren Stoffwechseltypen (SGD>1) bei Metoprolol-SR. Dieser Effekt war auch in die Pharmakodynamik zu beobachten. Die pharmakodynamischen Unterschiede waren in fast allen gemessenen Parametern (Ruhe- und Belastungsherzfrequenz, Ruhe- und Belastungsblutdruck) signifikant.
Schlussfolgerung: In unserer Studie waren die bekannten Unterschiede zwischen den CYP2D6-Genotypen deutlich. Bei Therapie mit einem Metoprolol-Slow-Release-Präparat war der CYP2D6-Effekt bei SGD>1 sogar noch ausgeprägter. Eine klinische Implementierung einer CYP2D6-Genotypisierung kann für bestimmte Konstellationen sinnvoll sein. Es bedarf aber noch weiterer Forschung, um die bezüglich der Wirkungen und unerwünschten Wirkungen diskrepanten Ergebnisse zwischen den unterschiedlichen klinischen Studien zu verstehen.Introduction: Treating caradiovascular diseases with metoprolol, there are significant differences between groups of patients. Several previous studies identified the effect of CYP2D6 polymorphism on the pharamacokinetics and pharmacodynamics of metoprolol. Our trial aimed to quantify the effect, obtain more data on the less-studied alleles *9, *10, *17 and *41 and to study the impact of CYP2D6 polymorphism on the PKPD during long-term treatment.
Methods: 120 subjects were divided into 6 main groups (SGD:0, 0.5, 1, 1.5, 2 and >2). 1, 2.5, 6, 9, 24, 33 and 48 hours after receiving a dosage of 100 mg immediate release metoprolol (metoprolol-tartrate) and 1, 2.5, 6, 9 and 24 hours after 6-day dosage of 95 mg slow release metoprolol (metoprolol-succinate), plame concentrations of metoprolol and circulatory parameters were measured.
Results: 120 subjects (15 were in SGD=0, 12 in SGD=0,5, 37 in SGD=1, 15 in SGD=1,5, 39 in SGD=2 and 32 in SGD>2.) completed the immediate release metoprolol trial section, 117 subjects completed the slow release metoprolol trial section. The pharmacokonetic differences between the SGD groups were significant across all measure pharmacokinetic parameters (hepatic clearance, AUC, Cmax, half-life, mrt) in both sections. The calculated clearances for the CYP2D6 alleles *1, *2, *3, *4, *5, *6, *9, *10, *17 and *41 for metoprolol-IR were 155.1, 132.8, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 48.3, 77.9, 35.6 and 24.7 and for metoprolol-SR 228.2, 237.5,0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 99.9, 57.0, 54.0 and 40.3. There is an even more pronounced clearance in the faster metabolizer types (SGD>1) with slow release metoprolol. This effect was also observed in the pharmacodynamics. The pharmacodynamic differences were significant in almost all oft he measured parameters.
Conclusion: The known differences between the CYP2D6 genotypes were also apparent in our trial. The CYP2D6 polymorphism effect was even higher for those with SGD>1 when treated with a slow release formulation. The implementation of CYP2D6 genotyping may be useful for certain constellations. However, further research is needed to understand the discrepant results of effects and adverse events reported in previous clinical trials.2025-03-1
Predictability of Postoperative Target Refraction in Combined Cataract and Retinal Surgery
No full textMit zunehmendem Lebensalter steigt die Häufigkeit einer Linsentrübung (Katarakt) ebenso wie die Anzahl an vitreoretinalen Erkrankungen, die durch eine Netzhaut-Glaskörperoperation (Vitrektomie) behandelt werden können. Eine Vitrektomie beschleunigt bei Patient*innen mit eigener Linse die Kataraktbildung durch den intra- und postoperativ erhöhten Sauerstoffanteil im Glaskörperraum. Das legt im Falle einer erforderlichen Vitrektomie nahe, die Glaskörperoperation mit einer gleichzeitigen Linsenoperation zu kombinieren. Studien aus Deutschland und Dänemark empfehlen bei einer geringen Komplikationsrate, einer hinreichend genauen Zielrefraktion sowie dem Wegfall des Folgeeingriffs die Durchführung kombinierter Operationen. Andere Studiengruppen beschreiben eine erhöhte intra- und postoperative Komplikationsrate sowie eine postoperative Fehlrefraktion in den Minusbereich. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, ob Operationen zukünftig kombiniert in einem einzeitigen oder sequenziell, also zweizeitig durchgeführt werden sollten. An der Augenklinik der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) wurden die genannten Eingriffe bisher überwiegend zweizeitig durchgeführt, um die Komplikationsrate gering zu halten und die Zielrefraktion in einem zweiten Eingriff optimal zu treffen. Aufgrund der Ergebnisse der europäischen Arbeitsgruppen wurden in dieser retrospektiven Studie die eigenen Daten auf die Vorhersagbarkeit der Zielrefraktion bei kombinierten Katarakt- und Glaskörperoperationen untersucht, um eine Empfehlung für ein kombiniertes oder zweizeitiges Verfahren abzuleiten. Darüber hinaus sollten einige Parameter auf einen potenziellen Einfluss auf das primäre Zielkriterium untersucht werden. Zu diesem Zwecke wurden die Daten von 220 Patient*innen erfasst, die sich zwischen Juli 2017 und Dezember 2020 einer kombinierten Katarakt-Glaskörperoperation unterzogen. Zum Vergleich wurden die Daten von 37 Personen einer Kontrollgruppe ausgewertet, die im Zuge einer Glaukomoperation mit Trabektom eine Kataraktextraktion erhielten. In unserer Studie variierte die Abweichung von der Zielrefraktion bei kombinierten Operationen zwischen -5,3 und 7,6 dpt. Der Mittelwert lag bei -0,089 dpt mit einer Standardabweichung von 1,42 dpt. Auch in der Kontrollgruppe war eine Abweichung feststellbar. Hier variierten die Werte zwischen -1,1 und 1,6 dpt mit einem Mittelwert von -0,034 dpt und einer Standardabweichung von 0,611 dpt. In beiden Gruppen zeigte sich somit eine geringe Verschiebung der angestrebten Brechkraft in den Minusbereich (myoper shift). Der Unterschied zwischen den beiden Gruppen war statistisch nicht signifikant. Auch unter Berücksichtigung möglicher Einflussfaktoren wie präoperative Refraktion, Zielrefraktion, Linsen-Typ und -stärke, sowie dem Zeitraum zwischen OP und Nachuntersuchung, zeigte sich kein signifikanter Unterschied in der Abweichung von der Zielrefraktion. Bei 50,2 % der Patient*innen mit kombinierten Eingriffen lag die postoperative Refraktion innerhalb von ± 0,50 dpt zur Zielrefraktion, vergleichbar mit 54,1 % in der Kontrollgruppe. Bei kombinierten Eingriffen lagen 76,0 % innerhalb von ± 1,00 dpt und 90,8 % innerhalb von ± 2,00 dpt, in der Kontrollgruppe 94,6 % bzw. 100 %. Bei kombinierten Katarakt- und Netzhautoperationen wurde insgesamt eine hinreichend genaue Zielrefraktion erreicht. Die Treffsicherheit der Zielrefraktion fällt bei alleiniger Kataraktextraktion allerdings höher aus. Um das bestmögliche visuelle Ergebnis zu erreichen und so den Ansprüchen der Patient*innen gerecht zu werden, sollten vorzugsweise zweizeitige Eingriffe geplant und durchgeführt werden.With increasing age, the prevalence of lens opacification (cataract) rises, as does the number of vitreoretinal diseases that can be treated with vitreoretinal surgery (vitrectomy). In phakic patients, vitrectomy accelerates cataract formation due to the increased intra- and postoperative oxygen levels in the vitreous cavity. This suggests that, when vitrectomy is indicated, combining it with simultaneous cataract surgery may be a reasonable approach. Studies from Germany and Denmark recommend combined procedures due to their low complication rates, sufficient target refraction accuracy, and the advantage of avoiding a second surgery. Other research groups, however, report increased intra- and postoperative complication rates and a tendency towards postoperative myopic refractive error. Against this background, the question arises whether future surgeries should be performed as single combined procedures or as staged (i.e., sequential) interventions. At the Department of Ophthalmology at the University Medical Centre Göttingen (UMG), the above-mentioned procedures have so far primarily been performed in two stages to minimise complication rates and better achieve the intended target refraction during a second intervention. Based on the findings of the aforementioned European study groups, this retrospective study analysed our own data to assess the predictability of target refraction in combined cataract and vitrectomy procedures, with the aim of deriving a recommendation for either a combined or a staged approach. In addition, potential factors influencing the primary outcome were evaluated. To this end, data from 220 patients who underwent combined cataract and vitreoretinal surgery between July 2017 and December 2020 were analysed. A control group of 37 patients who underwent cataract surgery in the context of glaucoma surgery with trabectome was used for comparison. In our study, the deviation from the target refraction in combined procedures ranged from -5.3 to 7.6 dpt, with a mean of -0.089 dpt and a standard deviation of 1.42 dpt. A deviation was also observed in the control group, ranging from -1.1 to 1.6 dpt, with a mean of -0.034 dpt and a standard deviation of 0.611 dpt. Both groups showed a slight myopic shift in postoperative refraction; however, the difference between the two groups was not statistically significant. Even when accounting for potential influencing factors such as preoperative refraction, target refraction, intraocular lens type and power, and the interval between surgery and follow-up, no significant difference in target refraction deviation was observed. In the combined surgery group, 50.2 % of patients achieved a postoperative refraction within ± 0.50 dpt of the target refraction, comparable to 54.1% in the control group. Within a tolerance of ± 1.00 dpt and ± 2.00 dpt, 76.0 % and 90.8 % of patients in the study group met the target, compared to 94.6 % and 100 % in the control group. Overall, in combined cataract and retinal surgery, a sufficiently accurate target refraction was achieved. However, the accuracy of the target refraction is higher with cataract extraction alone. To achieve the best possible visual outcomes and meet patients’ expectations, a staged surgical approach should preferably be chosen.2025-08-1
Identifying Privacy Risks, Understanding User Expectations, and Developing Mitigation Strategies for Voice Assistants
No full textVoice assistants have become an integral part of modern smart environments, extending beyond smartphones to cars, smart speakers, and robots, enabling hands-free control of various devices. Their widespread adoption has led to increasing privacy concerns, as many users incorrectly assume that voice data is processed and stored locally, whereas it is primarily handled by cloud servers. This discrepancy between user expectations and system functionality introduces significant risks related to data privacy and control.
This dissertation addresses these concerns by introducing novel solutions that enhance privacy, transparency, and user control in voice assistant systems. A comprehensive literature review reveals that existing privacy controls often fail to provide adequate protection, particularly in multi-user environments where only primary users typically have full access to settings and stored data. A user survey further identifies key privacy needs, misconceptions, and desired features. The findings highlight three primary areas requiring improvement: authentication, transparency, and granular control over interactions and stored data. Users express a clear need for systems that provide equal access and control for all users, along with mechanisms to easily identify and manage sensitive data.
To address these needs, this dissertation presents two solutions. The first implements local user profiles and on-device speaker recognition on a Raspberry Pi, demonstrating the feasibility of enhanced authentication on resource-limited hardware similar to smart speakers. This approach mitigates the risk of wake word replay attacks, where unauthorized users exploit recorded wake words to access sensitive information. By employing continuous authentication based on full voice commands rather than relying solely on wake word detection, the system ensures access is granted only to verified users. Additionally, local profiles grant each user secure access to their interactions, allowing them to review stored data and make independent privacy decisions. This proof-of-concept, integrating Alexa Voice Service (AVS), validates the technical feasibility of enhanced authentication and local storage, even on constrained devices like the Raspberry Pi. The system achieves 99% accuracy in distinguishing legitimate from illegitimate users, with high precision (93%), recall (95%), and F1-score (94%). Further, the system was tested under challenging conditions such as accents, background noise, and muffled speech. In addition to an existing dataset, a controlled evaluation was conducted using voice recordings from participants, featuring realistic German voice commands. These recordings assessed the system’s performance and usability under practical conditions, confirming its effectiveness in handling authentic speech patterns.
While the first solution focuses on authentication and data security, the second prototype enhances transparency and user control, also running on a Raspberry Pi. This prototype provides a user interface similar to existing smart speaker companion apps, such as those from Amazon Alexa and Google Assistant, while introducing advanced functionalities for improved data management. Users can filter interactions by sensitivity, enabling quick identification and removal of potentially sensitive data. By prioritizing local processing and storage, the prototype minimizes reliance on cloud services, directly addressing key privacy concerns identified in the user survey. The system architecture enables sorting, searching, and managing voice recordings. Sensitivity classification was evaluated using established datasets, achieving high accuracy across multiple categories, including emotion (F1: 97.1%), gender (F1: 96.7%), intent (F1: 84.6%), and audio classification (F1: 74.9%). To assess usability and the effectiveness of these control mechanisms in enhancing user autonomy over voice data management, we conducted a user study. Compared to the Alexa companion app, which many participants rarely used to review their voice history, our prototype significantly improved user control and trust. The System Usability Scale (SUS) score increased from 35.28 to 80.28, while the Trust in Automation Scale (TiAS) score rose from 2.56 to 3.71, demonstrating the effectiveness of these enhanced privacy controls.
Our findings reveal significant shortcomings in the transparency and privacy controls of current voice assistants. This dissertation lays the foundation
for further advancements in privacy-preserving technologies for voice assistants, fostering systems that empower users to maintain control over their data while enhancing trust and usability.2025-07-0
Evaluation nicht-neoplastischer Veränderungen des Nierenparenchyms als Prädiktoren akuter Nierenschädigung nach Nephrektomie
No full textObjective: The aim of this study was to evaluate non-neoplastic parenchymal changes in the
kidney as predictors of acute kidney injury (AKI) after radical
tumour nephrectomy.
Methods: Data from 135 patients with renal cell carcinoma
who underwent laparoscopic, open or Da Vinci
robot-assisted nephrectomy between 2013 and 2018 were retrospectively analysed. The histopathological findings of the
nephrectomy specimens were evaluated and divided into five groups. In addition,
pre- and postoperative renal function parameters were analysed with regard to the diagnosis
of AKI according to the KDIGO criteria. The non-neoplastic
parenchymal changes were analysed for a possible correlation with the occurrence of
postoperative AKI, as well as the occurrence of AKI in connection with
demographic, preoperative and intraoperative data.
Results: Overall, 44% (n=60) of patients developed AKI. Non-
neoplastic parenchymal changes were detected in 35.5 % (n=48) of the
nephrectomy specimens: Pyelonephritis in 17 % (n=23), glomerulosclerosis
in 14 % (n=19), other fibrotic changes in 4.4 % (n=6) and diabetic
nephropathies in 5 % (n=7). Nephrocalcinosis was not observed in any preparation
(n=0). Although none of the parenchymal changes analysed were associated with a significantly
increased risk of developing postoperative AKI
, 16.3% (n=22) of patients with AKI had one of the
parenchymal changes mentioned. An isolated analysis of patients with
higher-grade AKI revealed the presence of pyelonephritis in all patients with grade III AKI (n=3)
(100 %, p < 0.01).
Conclusion: The presented analysis of non-neoplastic
parenchymal changes in tumour nephrectomy specimens indicates that these
changes could play a central
role in estimating the risk of postoperative AKI. A significant correlation between the presence of pyelonephritis and the
occurrence of AKI was found in patients with severe AKI (grade III)
in particular. Even though no correlation could be shown outside this
subgroup, the findings provide valuable
insights into the relationships between pre- and postoperative factors and the
occurrence of acute renal failure. Future studies with larger, prospective
collectives could help to further validate the correlations shown here
and optimise diagnostic and therapeutic practice. In view of the
high incidence of postoperative AKI, such studies are essential in order to establish potential
diagnostic markers for the early identification of patients at risk in
everyday clinical practice and thus improve therapeutic approaches.2025-09-1
Quantification procedure of surface stress states and its application for measurements on glass using a reflection polarimeter
No full textThe investigation of surface stress of glass is highly requested for quality control processes, e.g. in the automotive glass industry. Since the state-of-art instruments are not really applicable to industrial processes due to their restrictions, especially the necessity of measuring in contact with the examined glass pane, another solution for surface stress
determination is sought. The measurement method should be contactless and quantifiable.
Therefore, a polarimetic setup has been developed, which is surface sensitive by the used reflection geometry and contactless without a special entrance optic. The polarimetric measurements qualitatively represent the impact of the surface stress to the optical anisotropy by polarisation-optical measures such as extinction angles as well as Jones or
Stokes vector components.
Moreover, it is quantifiable by determining the Stokes vector for two different incident polarisations or orientations of the plane of incidence. The quantification is based on the reconstruction of the surface stress from measurements of the polarisation states compared with a referencing database. A theoretical database used as reconstruction
reference has been created for a certain geometry. Each dataset consists of the predicted Stokes vector calculated for the originating stress state, including the principle axes’ stress values and their orientation, and for two different incident polarisations or orientations of the plane of incidence. A functional model has been developed enabling the reconstruction of the stress state from the measured Stokes components by the referencing database. Quantifying theoretically calculated datasets by the theoretical reference database, it has been found an accuracy of 20◦ for the orientation of the two principle axes and an accuracy of 8MPa in the stress range of −15MPa ≤ σ ≤ 15MPa and 5MPa in the stress range of −5MPa ≤ σ ≤ 5MPa for their stress values.
Furthermore, the experimental application of the reflection polarimetry has been characterised and validated by the transmissive response of the back-side reflection in comparison with a conventional transmission polarimeter. In contrast to the simple transmission image taken through two crossed polarisers of the transmission polarimeter the laser based reflection polarimeter has been equipped with a scanning device enabling twodimensional maps of the optical anisotropy represented by polarisation states. There, the spatial resolution corresponds to the size of the laser spot, which has a diameter of about 1mm. Both polarimeters have shown similar patterns representing the integrated volume stress, which could also be referenced by the two-dimensional maps recorded with the Scattered Light Polariscope, which is one of the commercial state-of-the-art instruments for measuring the surface stress.
The approach of creating an experimental database for the stress reconstruction by measured data has shown the limits of the currently available glass samples with known stress states as well as the difficulties of applying external stress to a previously unstressed sample. Similar to the front-side surface sensitive maps representing the surface stress and overlying effects of the surface properties the experimental quantification approach has caused further research questions approaching a quantitative surface stress
measurement.2025-07-2
Constraining the Properties of Multiple Populations in Globular Clusters
No full textClassically, all stars in a globular cluster are assumed to be very similar in age and chemical composition because they are thought to originate from the same giant molecular cloud. In recent years, researchers have identified multiple populations of stars in globular clusters. Stars from population 1 (P1) have abundances similar to field stars, whereas population 2 (P2) stars differ in light element abundances. The origin of these multiple populations is still a topic of debate. Many formation scenarios have been proposed, but none of them can explain all available observations. In this thesis, we analyze the kinematics and binary content of stars in globular clusters to further characterize multiple populations and provide additional constraints on their formation.
We use spectroscopic data from the Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), which is an integral field spectrograph that is operated at the Very Large Telescope. For dense stellar objects, such as globular clusters, a single MUSE observation can provide spectra of thousands of stars. Our analyses are based on observations from the MUSE Galactic globular cluster survey of 25 clusters. As the spectra of stars from different populations change little in the spectral range of MUSE, we use pseudo color diagrams to separate the giant branch stars in our sample. These diagrams are constructed from HST photometry and can be used to separate the multiple populations in globular clusters because they trace the chemical differences between them.
To characterize the kinematics of each cluster and its populations, we determine the rotation and dispersion as a function of distance from the cluster center from averaged MUSE radial velocities. Based on these profiles, we measure the rotation strength for each cluster and its populations. We detect rotation in all but four clusters, and the rotation strength generally scales with the dynamical age of the cluster. Any differences in the rotation amplitude between populations, would allow us to distinguish between multi-epoch formation scenarios and single-epoch formation scenarios. However, we find no significant differences between populations for clusters in our sample. There are several outliers that could be attributed to statistical variations because the differences are below the 3 detection limit.
Differences in the binary content of P1 and P2 would allow us to infer the initial spatial distribution of P1 and P2 stars. To quantify the number of binary stars in globular clusters, we developed a new statistical method to calculate binary probabilities for each star in the sample that has been observed at least four times. Our binary detection method is comparing the measured variation in radial velocity for each star to what we expect to find for a sample of single stars. This allows us to detect binary stars that show larger variation in radial velocity than single stars. As this analysis is based on individual MUSE observations instead of averages over all observations, we first needed to gain a deeper understanding of the radial velocities derived from MUSE observations. We found that there are steps during data reduction that could introduce artificial variation in radial velocity caused by contamination from neighboring stars, that we discuss in detail. To remove the affected stars from our sample, we applied additional data quality filters to the MUSE radial velocities. We analyze the binary content of NGC 104 and NGC 3201 by applying our new binary detection method to the filtered dataset of each cluster. We find observed binary fractions of for NGC 104 and for NGC 3201. When differentiating for multiple populations, we find that P1 contains significantly more binary stars than P2 in NGC 3201, with an observed binary fraction of in P1 and in P2. For NGC 104 we observe a similar trend, but the difference is not significant. There, we observe of P2 stars to be variable in radial velocity and in P1.2025-08-0