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Deep learning-based speed of sound reconstruction in medical ultrasound imaging
No full textDie Rekonstruktion und Darstellung der Schallgeschwindigkeit mit konventionellen Ultraschallsystemen im Puls-Echo-Modus ist herausfordernd und klinisch noch nicht verfügbar. Ihre präzise Bestimmung könnte durch die Verwendung als quantitativer Biomarker neue diagnostische Möglichkeiten eröffnen und zur Qualitätsverbesserung klassischer B-Mode-Bilder beitragen. Diese Dissertation präsentiert eine Deep-Learning-basierte Methode für lineare Transducer im Plane-Wave-Modus. Ein Convolutional Autoencoder wurde mit simulierten Daten trainiert, wobei ein Kohärenzmaß statt hochfrequenter Rohdaten als Eingabe dient. Das Kohärenzmaß stellt sich als robusteren Input heraus und verbessert die Generalisierbarkeit des Netzes. Tests mit verschiedenen Datensätzen zeigen eine hohe Vorhersagequalität und eine gute Verwendbarkeit zur Aberrationskorrektur der B-mode Bilder. Die Anwendung auf reale Messdaten erweist sich jedoch aufgrund allgemeiner Generalisierungsprobleme im Deep Learning als schwierig
Trainings- und Athleten-Monitoring
No full textDie fortschreitende Digitalisierung des Monitorings von Training und Athlet*innen bietet zahlreiche Chancen für innovative Trainingssteuerung und stellt die Akteur*innen im Sport gleichzeitig vor eine Reihe von Herausforderungen. In diesem Kapitel werden die Ziele, Inhalte und die Durchführung von Monitoring kritisch analysiert, um eine fundierte Basis für die Entwicklung und Umsetzung eines Monitoringsystems in der Trainingspraxis zu schaffen. Dazu orientieren wir uns an den drei Leitfragen: "Wozu Monitoring?", "Was soll gemonitort werden?" und "Wie sieht der Monitoring-prozess aus?". Dabei werden sowohl die Bedeutung von Sporttechnologien und Digitalisierung als auch nicht-technologische Faktoren kontinuierlich berücksichtigt und reflektiert. Abschließend wird das Monitoring des Menstruationszyklus im Sport als praktisches Anwendungsbeispiel diskutiert
Evaluation des deutschsprachigen Montreal Cognitive Assessment-HI (MoCA-HI)
No full textDas Vorliegen einer Schwerhörigkeit kann zu falsch-positiven Ergebnissen in auditiven Kognitionstests wie dem MoCA führen. Um dies zu vermeiden, wurde der visuell basierte MoCA-HI entwickelt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Evaluation der deutschsprachigen Übersetzung des MoCA-HI für kognitiv gesunde Probanden mit und ohne Hörminderung im Alter von mindestens 60 Jahren. Es zeigt sich, dass höheres Alter, männliches Geschlecht und weniger Bildungsjahre mit einer geringeren Punktzahl verbunden sind. Es liegt kein signifikanter Gruppenunterschied zwischen mittel- bis hochgradig schwerhörigen und normalhörenden bzw. nur geringgradig schwerhörigen Probanden vor. Der MoCA-HI erweist sich für normal- und schwerhörige Personen gleichermaßen geeignet. Die Retest-Reliabilität beträgt 0,84 und die interne Konsistenz 0,58. Abschließend werden alters-, bildungs- und geschlechtsadaptierte Normwerte als Grundlage für die Anwendung des deutschsprachigen MoCA-HI im klinischen Alltag entwickelt
Innovative plasma sprayed thermal barrier coatings for enhanced flexibility in gas turbine operation
No full textWärmedämmschichtsysteme (WDS) in Kraftwerksturbinen sorgen für eine hohe thermische Effizienz dieser. Künftig benötigen diese Turbinen aber auch mehr Flexibilität, um schwankende Einspeisungen durch Erneuerbare Energien auszugleichen. Dies erfordert schnelle An- und Abfahrvorgänge, was Spannungen im WDS, durch unterschiedliche Wärmeausdehnungen der verwendeten Materialien, erzeugt.
Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines optimierten WDS, das solchen Belastungen standhält. Untersucht wurden Bond Coats sowie keramische Deckschichten mit verschiedenen Mikrostrukturen. Es wurden Digitale Bildkorrelation und Laser-Schock-Adhäsionstests verwendet, welche neue Erkenntnisse zu Dehnungen und Versagensmechanismen in den Schichtsystemen lieferten. Insgesamt konnte die Lebensdauer der optimierten Schichtsysteme gegenüber Referenzsystemen, unter thermischer Wechselbelastung, mehr als verdoppelt werden. Zudem wurden weitere Optimierungspotenziale aufgezeigt
Das narrative Paradigma und dessen Umsetzung in Verfassertexten von Geschichtsschulbüchern
No full textAufgrund der bedeutenden Funktion, die Geschichtsschulbücher und die darin enthaltenden Verfassertexte als "Leitmedium des Geschichtsunterrichts" einnehmen, ist es vor allem Aufgabe dieser Textsorte, historische Kompetenzen zu fördern.
Die Frage, inwiefern Verfassertexte historische Kompetenzen im Sinne des narrativen Paradigmas fördern, steht im Zentrum der Arbeit.
Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurden n = 60 Verfassertexte mithilfe einer qualitativen Inhaltsanalyse bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass es keinen signifikanten Unterschied im durchschnittlichen „Kompetenzwert“ von Verfassertexten vor und nach der Zäsur 2007 gibt und somit die Dominanz des Diskurses über historische Kompetenzen zu keiner erkennbaren Veränderung von Verfassertexten führte. Vielmehr wird eine Streuung innerhalb der Untersuchungsgruppen deutlich
Risikoanalyse perioperativer Komplikationen und Morbiditäten bei aseptischen Hüftprothesenrevisionen
No full textDie Arbeit analysiert Risiken für das Auftreten perioperativer Komplikationen und Morbiditäten bei aseptischen Hüftprothesenrevisionen. Untersucht wurden 261 Patienten der Auguste- Viktoria Klinik in Bad Oeynhausen (2018-2021).
Die meisten waren über 60 Jahre alt und weiblich. Insgesamt zeigt sich eine Tendenz zum Übergewicht. Es zeigt sich eine altersabhängige Entwicklung zu Multimorbidität. Häufige Komplikationen waren Anämie, post-operatives Delir, sowie eine kardiale Dekompensation. Besonders betroffen waren Patienten mit kardialen, respiratorischen oder multiplen Vorerkrankungen. Ein Zusammenhang zwischen Voroperationen und Komplikationen ließ sich nicht klar nachweisen.
Die Ergebnisse betonen die Relevanz einer individuellen Betreuung und einer engmaschigen Vor-, und Nachsorge, insbesondere bei älteren Patienten, um Früh-, und Spätkomplikationen zu minimieren
Thermodynamically consistent modeling of granular soils using physics-informed neural networks
No full textIn recent years, data-driven approaches have gained considerable momentum in the scientific and engineering communities, owing to their capacity to extract complex patterns from high-dimensional data. Despite their potential, these approaches often require extensive high-quality datasets, may exhibit limited extrapolation capability beyond the training domain, and lack a rigorous foundation grounded in physical and thermodynamic principles. To overcome these limitations, physics-informed neural networks have been introduced, embedding governing equations directly into the learning process. Building upon this paradigm, this study presents a novel thermodynamically consistent constitutive model for granular soils, developed within the framework of geotechnically- and physics-informed neural networks (GINN). The model integrates physical laws with data-driven learning via a composite loss function. These include: (i) strictly non-negative material dissipation rate to ensure thermodynamic admissibility, (ii) an admissible range for the predicted stress state, and (iii) bounds on the predicted void ratio. The material dissipation rate is calculated using the total work input and a free energy potential expressed in terms of stress invariants. The model is validated against monotonic drained triaxial test data for specimens prepared with diverse initial void ratios and stress states. The model accurately simulates both the shear strength and dilative response of granular soil samples. Its predictive performance is further benchmarked against two widely adopted constitutive models from the literature, demonstrating comparable accuracy while maintaining consistency with thermodynamic laws
The relationship of life satisfaction, worries, and media use
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Socio-political challenges, climate crisis, wars and pandemics can significantly impact civilian mental health, leading to psychological impairments and decreased life satisfaction. We aimed to investigate the psychological factors and sources of information used by the German population after the COVID-19 pandemic, during a period marked by several ongoing crises.
Overall, N = 1,008 individuals (51.2% female) aged 14 to 99 years (mean age 49.71 years) in Germany participated in the present population-based cross-sectional study. Two components of mental health were assessed using computer-assisted telephone interviewing: life satisfaction as a positive component and worries as a negative component. Additionally, bivariate and multivariate associations of media usage and these two variables were examined.
The majority of this representative sample (74.9%) reported experiencing life satisfaction often or very often, even though half of the sample (50.3%) also experienced frequent worries. Significant effects on life satisfaction were observed in relation to gender, education, and source of information: higher life satisfaction was reported by females, individuals with more years of education, and those who primarily relied on print media or radio for information. Furthermore, the results revealed significant associations between worries and regional factors as well as media usage: higher levels of worry were reported by individuals living in the states formerly considered East Germany, and by those who primarily used social media as their main source of information.
This study provides first insights into life satisfaction and worries of the German population during ongoing crises one year after the end of the COVID-19 pandemic. The findings highlight the role of gender, education, region, and especially media usage in shaping the positive and negative aspects of mental health and underline the need for enhanced media literacy and targeted psychological interventions for vulnerable groups
