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Phänotypisierung und Charakterisierung von Gangprofilen bei Menschen mit Multipler Sklerose
No full textHintergrund: Gangstörungen gehören zu den häufigsten und funktionell relevantesten Symptomen bei Patient:innen mit Multipler Sklerose (PmMS). Sie beeinträchtigen nicht nur die Lebensqualität, sondern gelten auch als wichtiger Marker für die Krankheitsprogression. Die Gangabweichungen sind heterogen, da sie durch unterschiedlich stark ausgeprägte Dysfunktionen verschiedener neurologischer Funktionssysteme wie der pyramidalen, zerebellären oder sensorischen Bereiche verursacht werden. Diese funktionellen Beeinträchtigungen führen zu charakteristischen Gangmustern - etwa spastisch-paretischen, ataktischen oder sensorischen Gangbildern - deren differenzierte Erfassung klinisch wie therapeutisch von hoher Relevanz ist. Trotz dieser Bedeutung wird die Gangbeeinträchtigung in der klinischen Routine häufig nur unzureichend differenziert erfasst. Klinisch funktionelle Tests wie der Timed 25-Foot Walk Test (T25FWT), der 2-Minute-Walk-Test (2MWT) oder patient-reported Outcomes sind zwar etabliert und bilden funktionelle Einschränkungen ab, reichen jedoch nicht aus, um spezifische Gangphänotypen präzise voneinander abzugrenzen. Damit bleiben wichtige Unterschiede zwischen klinischen Gangmustern und potenzielle therapeutische Ansatzpunkte häufig unberücksichtigt. Vor diesem Hintergrund rückt die instrumentierte Ganganalyse stärker in den Fokus. Sensorbasierte Verfahren erlauben eine objektive Beurteilung spatiotemporaler Gangparameter in definierten Gangdomänen wie der Geschwindigkeit, dem Rhythmus, der Variabilität oder der Asymmetrie und ermöglichen eine standardisierte, quantitative Charakterisierung individueller Gangmuster. Die Expanded Disability Status Scale (EDSS) als klinischer Goldstandard in der MS-Beurteilung bildet zwar verschiedene Funktionssysteme ab, bleibt jedoch in Bezug auf Gangstörungen begrenzt sensitiv und subjektiv. Die Verknüpfung klinischer EDSS-Funktionssysteme mit digitalisierten Gangparametern bietet daher die Chance, funktionell relevante Gangmuster differenzierter zu erfassen und gezielter therapeutisch anzugehen.
Fragestellungen: Ziel dieser Arbeit war es, spezifische Gangmuster bei PmMS auf Grundlage neurologischer Funktionseinschränkungen (pyramidal, zerebellär, sensorisch) differenziert zu beschreiben und hinsichtlich klinisch relevanter Unterschiede systematisch zu analysieren. Mittels standardisierter, sensorbasierter Ganganalyse unter variierenden Gehbedingungen sollten objektive spatiotemporale Gangparameter erfasst werden, um differenziertere Aussagen zu funktionellen Defiziten und pathologischen Gangmustern zu ermöglichen. Die Ergebnisse sollen als Grundlage für eine individualisierte, datenbasierte Therapieplanung dienen und durch visuelle Aufbereitung zur besseren klinischen Anwendbarkeit beitragen.
Material und Methoden: Im Rahmen einer Querschnittsstudie zwischen Mai 2018 und März 2023 wurden am Multiple Sklerose Zentrum des Universitätsklinikums Dresden 204 PmMS sowie 237 gesunde Kontrollpersonen untersucht. Einschlusskriterien umfassten eine gesicherte MS-Diagnose gemäß den revidierten McDonald-Kriterien von 2017, eine selbstständige Gehfähigkeit ohne Hilfsmittel (EDSS ≤ 5,5) sowie die eindeutige Zuweisung zu einem der drei Gangmustern - pyramidal, zerebellär oder sensorisch - basierend auf der neurologischen Funktionssystembeurteilung des EDSS. Ausschlusskriterien waren orthopädische oder internistische Begleiterkrankungen, die den Gang maßgeblich beeinflussen könnten. Die Klassifikation in Gangmustergruppen erfolgte anhand spezifischer Subscores des EDSS, wobei ausschließlich Beeinträchtigungen der unteren Extremitäten berücksichtigt wurden. Ergänzend wurden klinisch funktionelle Tests (T25FWT, 2MWT und 3 Meter Backwards Walking Test (3MBWT)) sowie patient-reported Outcomes (Twelve Item Multiple Sclerosis Walking Scale (MSWS-12) und Early Mobility Impairment Questionnaire (EMIQ)) eingesetzt, um die subjektive Wahrnehmung der Gehfähigkeit zu erfassen. Zur objektiven Ganganalyse wurde das validierte, drucksensorbasierte GAITRite-System verwendet. Alle Studienteilnehmer:innen absolvierten ein standardisiertes Gangprotokoll mit drei Bedingungen: selbstgewähltes Gehen, schnelles Gehen sowie Gehen unter Dual Task Bedingungen. Spatiotemporale Gangparameter wurden anschließend domänenspezifisch zugeordnet (z. B. Pace, Variability, Rhythm, Asymmetry) und statistisch mittels Generalized Linear Models ausgewertet. Zur besseren klinischen Anwendbarkeit wurden die Ergebnisse mit Hilfe von Radarplots visualisiert. Die normierten Z-Scores der MS-Subgruppen wurden dabei im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe grafisch gegenübergestellt, um typische Muster innerhalb der Gangphänotypen differenzierbar darzustellen.
Ergebnisse: Insgesamt wurden 204 PmMS (durchschnittliches Alter: 42,11 Jahre; BMI: 25,07; Krankheitsdauer: 10,31 Jahre; medianer EDSS: 2,0) sowie 237 gesunde Kontrollpersonen in die Analyse eingeschlossen. Basierend auf den funktionellen Einschränkungen des EDSS wurden die PmMS in drei Gangmustergruppen eingeteilt: 57,8 % (n = 118) wiesen ein sensorisches Gangmuster auf, 27,9 % (n = 57) ein pyramidales und 14,2 % (n = 29) ein ataktisches Gangmuster. Zwischen den Gruppen zeigten sich keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich Geschlecht oder BMI. Die sensorische Gruppe war jedoch signifikant jünger (p = 0,001) und wies einen geringeren Behinderungsgrad auf (EDSS: p < 0,001) als die beiden anderen Gruppen. Auch in den patient-reported Outcomes (MSWS-12 und EMIQ) berichteten Patient:innen mit sensorischem Muster signifikant geringere Einschränkungen als jene mit ataktischem oder pyramidalem Gangbild. Zwischen der ataktischen und der pyramidalen Gruppe zeigten sich in den patient-reported Outcomes keine signifikanten Unterschiede, obwohl die objektive Ganganalyse für die ataktische Gruppe ausgeprägtere motorische Beeinträchtigungen aufzeigte. In der sensorbasierten Ganganalyse zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen den Gangmustern über alle drei Gehbedingungen hinweg, insbesondere in den Domänen Pace und Variability. Beim Gehen mit selbstgewählter Geschwindigkeit ergaben sich signifikante Gruppenunterschiede (p < 0,001), mit Unterschieden zwischen sensorisch vs. ataktisch (p < 0,001), sensorisch vs. pyramidal (p = 0,007) sowie ataktisch vs. pyramidal (p = 0,035). Das ataktische Gangmuster war durch eine deutlich reduzierte Gehgeschwindigkeit und eine erhöhte Variabilität der Step - und Stride Length gekennzeichnet. Das sensorische Gangmuster zeigte demgegenüber die höchste Gehgeschwindigkeit, größere Step- und Stride Length sowie eine gesteigerte Kadenz im Vergleich zu den anderen beiden Gruppen. Das pyramidale Muster lag funktionell zwischen den beiden und ähnelte dem ataktischen Phänotyp in mehreren spatiotemporalen Parametern. Beim schnellen Gehen zeigten sich jedoch signifikante Unterschiede in der Pace-Domäne zwischen der pyramidalen und ataktischen Gruppe (Velocity: p = 0,040; Step Length: p = 0,029; Stride Length: p = 0,032).
Schlussfolgerungen: Die vorliegenden Ergebnisse unterstreichen das Potenzial der multidimensionalen Ganganalyse als zentrales Werkzeug in der personalisierten MS-Versorgung. Die differenzierte Erfassung von Gangmustern bei PmMS zeigt, dass spezifische funktionelle Einschränkungen mit charakteristischen spatiotemporalen Veränderungen einhergehen, die durch klassische klinische Assessments nur unzureichend erfasst werden. Die objektive Quantifizierung dieser Defizite mittels sensorbasierter Ganganalyse ermöglicht eine präzisere Charakterisierung individueller Gangmuster und schafft eine fundierte Grundlage für gezielte Therapieentscheidungen. Besonders in Kombination mit klinisch funktionellen Tests und patient-reported Outcomes erlaubt dieser multidimensionale Ansatz eine umfassende Mobilitätsbeurteilung, die über etablierte Skalen hinausgeht. Die Integration und visuelle Aufbereitung dieser Daten unterstützt nicht nur die klinische Entscheidungsfindung, sondern ermöglicht auch eine strukturierte Integration in standardisierte, alltagsnahe und patientenzentrierte Versorgungskonzepte
Quantitative Beurteilung der Echodichten der Aortenklappentaschen in der transösophagealen Echokardiographie als Maß für deren Verkalkungsgrad
No full textHintergrund: Die Aortenklappenstenose (AS) ist eine häufige Klappenerkrankung im westlichen Kulturkreis, deren Häufigkeit aufgrund der steigenden Lebenserwartung weiter zunehmen wird.
Die häufigste Form der AS ist die senile, kalzifizierende AS. Klinisch präsentiert sich die AS oft mit Belastungsdyspnoe und Angina pectoris oder Synkopen, kann aber auch lange Zeit klinisch asymptomatisch verlaufen. Diagnostisch spielt die Echokardiographie eine Schlüsselrolle zur Beurteilung der Klappenanatomie, Blutflussparameter, linksventrikulären Funktion und Myokarddicke.
Für eine vollständige Diagnostik und insbesondere bei diskrepanten echokardiographischen Befunden wird eine Quantifizierung der Klappenverkalkung mittels Kalkscore durchgeführt, für die eine computertomographische Untersuchung notwendig ist. In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob sich aus einer Beurteilung der Echodichten der Aortenklappentaschen in der transösophagealen Echokardiographie (TEE) Rückschlüsse auf deren Verkalkungsgrad ziehen lassen und inwieweit sich diese mit dem Goldstandard, dem CT-Kalkscore, vergleichen lassen.:Tabellenverzeichnis V
Abbildungsverzeichnis VI
Abkürzungsverzeichnis VIII
1 Einleitung 1
1.1 Epidemiologie der Aortenklappenstenose 1
1.2 Morphologie und Anatomie der Aortenklappe 1
1.3 Ätiologie und Pathophysiologie der Aortenklappenstenose 2
1.4 Diagnostik der Aortenklappenstenose 2
1.4.1 Klinik 2
1.4.2 Paraklinische Werte (Laborparameter) 3
1.4.3 Echokardiographie 3
1.4.4 CT-Kalkscore 6
1.4.5 Invasive Beurteilung 7
1.5 Klassifikation der Aortenklappenstenose 7
1.6 Therapie der Aortenklappenstenose 8
1.6.1 Konservativ 9
1.6.2 Chirurgisch 10
1.6.3 Perkutan 10
2 Ziele der Arbeit 12
3 Material und Methoden 13
3.1 Zusammensetzung der Studiengruppe 13
3.2 Echokardiographie 15
3.2.1 Technische Voraussetzungen 15
3.2.2 Vermessung der Aortenklappe 15
3.2.3 Untersuchung des Einflusses der Gainstärke auf die Echodichte 17
3.2.4 Festlegung des Referenzpunktes zur Normierung der Echodichtewerte 18
3.3 Computertomographie 19
3.4 Statistik 20
4 Ergebnisse 22
4.1 Untersuchung des Einflusses der Gainstärke auf die Echodichte 22
4.2 Charakterisierung der Studiengruppe 23
4.3 Deskriptive Statistik der erhobenen Messwerte 26
4.4 Korrelationsanalyse 28
4.5 Reliabilitätsanalyse 32
III
5 Diskussion 34
5.1 Charakteristika der Patientengruppe 34
5.2 Einfluss des Gains 35
5.3 Echokardiographische Bildakquisition 36
5.4 Analyse der Echodichten und Korrelation mit der Referenzmethode 37
5.5 Computertomographische Methodik 41
6 Schlussfolgerungen 42
7 Limitationen 43
8 Ausblick 44
9 Anhang 45
9.1 Statistische Tabellen 45
10 Zusammenfassung 48
Literaturverzeichnis 5
Geschäftsbericht ... / Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft, Freistaat Sachsen
No full textGeschäftsbericht ... / Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft, Freistaat Sachsen
No full textGeschäftsbericht ... / Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft, Freistaat Sachsen
No full textEfficient Estimates of Surface Diffusion Parameters for Spatio-Temporally Resolved Virus Replication Dynamics
No full textAdvanced methods of treatment are needed to fight the threats of virus-transmitted diseases and pandemics. Often, they are based on an improved biophysical understanding of virus replication strategies and processes in their host cells. For instance, an essential component of the replication of the hepatitis C virus (HCV) proceeds under the influence of nonstructural HCV proteins (NSPs) that are anchored to the endoplasmatic reticulum (ER), such as the NS5A protein. The diffusion of NSPs has been studied by in vitro fluorescence recovery after photobleaching (FRAP) experiments. The diffusive evolution of the concentration field of NSPs on the ER can be described by means of surface partial differential equations (sufPDEs). Previous work estimated the diffusion coefficient of the NS5A protein by minimizing the discrepancy between an extended set of sufPDE simulations and experimental FRAP time-series data. Here, we provide a scaling analysis of the sufPDEs that describe the diffusive evolution of the concentration field of NSPs on the ER. This analysis provides an estimate of the diffusion coefficient that is based only on the ratio of the membrane surface area in the FRAP region to its contour length. The quality of this estimate is explored by a comparison to numerical solutions of the sufPDE for a flat geometry and for ten different 3D embedded 2D ER grids that are derived from fluorescence z-stack data of the ER. Finally, we apply the new data analysis to the experimental FRAP time-series data analyzed in our previous paper, and we discuss the opportunities of the new approach
Evaluation of methods to determine the surface mixing layer height of the atmospheric boundary layer in the central Arctic during polar night and transition to polar day in cloudless and cloudy conditions
No full textThis study evaluates methods to derive the surface mixing layer (SML) height of the Arctic atmospheric boundary layer (ABL) using in situ measurements inside the Arctic ABL during winter and the transition period to spring. An instrumental payload carried by a tethered balloon was used for the measurements between December 2019 and May 2020 during the year-long Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) expedition. Vertically highly resolved (centimeter scale) in situ profile measurements of mean and turbulent parameters were obtained, reaching from the sea ice to several hundred meters above ground.
Two typical conditions of the Arctic ABL over sea ice were identified: cloudless situations with a shallow surface-based inversion and cloudy conditions with an elevated inversion. Both conditions are associated with significantly different SML heights whose determination as accurately as possible is of great importance for many applications. We used the measured turbulence profile data to define a reference of the SML height. With this reference, a more precise critical bulk Richardson number of 0.12 was derived, which allows an extension of the SML height determination to regular radiosoundings. Furthermore, we have tested the applicability of the Monin–Obukhov similarity theory to derive SML heights based on measured turbulent surface fluxes. The application of the different approaches and their advantages and disadvantages are discussed
General, Modular Access toward Immobilized Chiral Phosphoric Acid Catalysts and Their Application in Flow Chemistry
No full textChiral phosphoric acids (CPAs) are among the most frequently used organocatalysts, with an ever-increasing number of applications. However, these catalysts are only obtained in a multistep synthesis and are poorly recyclable, which significantly deteriorates their environmental and economic performance. We herein report a conceptually different, general strategy for the direct immobilization of CPAs on a broad scope of solid supports including silica, polystyrene, and aluminum oxide. Solid-state catalysts were obtained in high yields and thoroughly characterized with elemental analysis by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES), nitrogen sorption measurements, thermogravimetric analysis, scanning transmission electron microscopy/energy-dispersive X-ray spectroscopy (STEM/EDX) images, and solid-state NMR spectroscopy. Further, the immobilized catalysts were applied to a variety of synthetically valuable, highly stereoselective transformations under batch and flow conditions including transfer hydrogenations, a Friedländer condensation/transfer hydrogenation sequence, and Mannich reactions under cryogenic flow conditions. Generally, high yields and stereoselectivities were observed along with robust catalyst stability and reusability. After being used for 10 runs under batch conditions, no loss of selectivity or catalytic activity was observed. Under continuous-flow conditions, the heterogeneous system was in operation for 19 h and the high enantioselectivity remained unchanged throughout the entire process. We expect our approach to extend the applicability of CPAs to a higher level, with a focus on flow chemistry and a more environmentally friendly and resource-efficient use of these powerful catalysts
Aneignung, Vermischung und Transformation: ›Via di mezzo‹ – ›Der Mittelweg‹ des Salomone dei Rossi Hebreo in seinen Kompositionen für den jüdischen Gottesdienst
No full text1622/23 publizierte Salomone Rossi (ca. 1570–ca. 1630, רוסי סלומונה oder האדומים מן שלמה), Musiker am Hofe der Gonzaga in Mantua, 33 Gesänge für den Gebrauch zu unterschiedlichen Gelegenheiten im synagogalen Gottesdienst und für andere religös konnotierte Gelegenheiten unter dem Titel Hashirim asher lishlomo (לשׁלמה אשׁר השׁירים). Er kombiniert hierin liturgische Gesänge in hebräischer Sprache mit zeitgenössischer italienischer Musik um 1600, die er selbst bei Hofe und durch eigene Publikationen weltlicher Musik auf bedeutsame Art und Weise als Komponist mit beeinflusste. Seine Fusion verschiedener Traditionen – der eigenen jüdischen und jener seines christlichen Umfeldes – bedurfte allerdings der Rechtfertigung vonseiten jüdischer Autoritäten. Der berühmte Rabbi [Jehuda] Leone da Modena (1571–1648, ממודנה אריה יהודה, Theologe und ebenfalls Musiker) erlaubte hierauf polyphone Musik in der Synagoge durch rabbinisches Dekret (אַסְכָּמָה). Rossi selbst betrat damit Neuland und entwickelte einen neuen Stil jüdischer Sakralmusik, wofür er sich erkennbar von der christlichen sogenannten ›Prima pratica‹ distanzieren musste. Um zu ergründen, wie Rossi vorging, um diesen eigenen ›neuen Stil‹ zu entwickeln, der seinerseits eine extreme Nähe zur Kirchenmusik vermied, ohne jedoch schlicht Elemente der zwar aktuellen, aber weltlich konnotierten ›Seconda pratica‹ aufzugreifen, werden im Anschluss an die Entwicklungsgeschichte der 33 Gesänge für den norditalienisch-jüdischen Ritus ausgesuchte Beispiele analytisch besprochen. Salomone Rossis religiöser Musikstil ist, wie sich zeigen wird, ein einzigartiges Beispiel der Fusion und Transformation unterschiedlicher religiöser und kultureller Musikeinflüsse zu einer adäquaten neuen Musiksprache.In 1622/23 Salomone Rossi (ca. 1570-ca. 1630, רוסי סלומונה oder האדומים מן שלמה), musician at the court of the Gonzaga in Mantua, published 33 chants for use on various occasions in synagogue services and other religiously connoted occasions under the title Hashirim asher lishlomo (לשׁלמה אשׁר השׁירים). In it, he combines liturgical chants in Hebrew with contemporary Italian music from around 1600, which he himself influenced in a significant way as a composer at court and through his own publications of secular music. However, his fusion of different traditions – his own Jewish tradition and that of his Christian environment – required justification from Jewish authorities. The famous Rabbi [Jehuda] Leone da Modena (1571–1648, ממודנה אריה יהודה, theologian and also musician) then authorised polyphonic music in the synagogue by rabbinical decree (אַסְכָּמָה). Rossi himself thus broke new ground and developed a new style of Jewish sacred music, for which he had to distance himself sufficiently from the Christian so-called ›Prima pratica‹. In order to find out how Rossi proceeded to develop his own ›new style‹, which in turn avoided extreme proximity to church music without simply taking up elements of the ›Seconda pratica‹, which although current, had secular connotations, selected examples will be analysed following the history of the development of the 33 chants for the northern Italian-Jewish rite. Salomone Rossi's religious musical style is, as will be shown, a unique example of the fusion and transformation of different religious and cultural musical influences into an adequate new musical language.En 1622/23, Salomone Rossi (vers 1570–vers 1630, רוסי סלומונה ou האדומים מן שלמה ), musicien à la cour des Gonzague à Mantoue, publie 33 chants à utiliser en différentes occasions dans le culte synagogal et dans d’autres occasions à connotation religieuse sous le titre Hashirim asher lishlomo ( לשׁלמה אשׁר השׁירים ). Il y combine des chants liturgiques en hébreu avec la musique italienne contemporaine du début du XVIIe siècle, qu’il a lui-même contribué à influencer de manière significative non seulement en tant que compositeur à la cour mais également par ses propres publications de musique profane. Sa fusion de différentes traditions – sa propre tradition juive et celle de son environnement chrétien – nécessitait toutefois une légitimation de la part des autorités juives. Le célèbre rabbin [Jehuda] Leone da Modena (1571–1648, ממודנה אריה יהודה , théologien et également musicien) autorisa alors la musique polyphonique dans la synagogue par décret rabbinique ( אסְַכמָּהָ ). Rossi lui-même s’aventure ainsi en terre inconnue et développe un nouveau style de musique sacrée juive, pour lequel il se distança suffisamment de la soi-disant ‹ prima pratica ›. Nous tenterons de comprendre comment Rossi a procédé pour développer son propre nouveau style, qui évitait à son tour d’être trop proche de la musique
d’église sans pour autant reprendre purement et simplement des éléments de la ‹ seconda pratica ›, certes actuelle, mais à connotation profane. Après avoir retracé l’histoire du développement des 33 chants pour le rite juif d’Italie du Nord, nous en sélectionnerons quelquesuns que nous analyserons. Le style musical religieux de Salomone Rossi est, comme nous le verrons, un exemple unique de fusion et de transformation de différentes influences musicales religieuses et culturelles en un nouveau langage musical
Ferroelectric Phase Transition in Barium Titanate Revisited with Ab Initio Molecular Dynamics
No full textThe ferroelectric phase transition of the perovskite barium titanate as well as its technical importance regarding the switching of respective polar properties is well known and has been thoroughly studied, both experimentally and on theoretical grounds. While details about the phase diagram as well as transition temperatures are experimentally well known, the theoretical approaches still face difficulties in contributing a detailed description of these phase transitions. Within this work, a new methodological approach is introduced to revisit the ferroelectric phase transition with first-principles methods. With the chosen ab initio molecular dynamics (AIMD) method in combination with the applied NpT ensemble, we are able to join the accuracy of density functional theory (DFT) with ambient conditions, realized using a thermostat and barostat in an MD simulation. The derived phase diagram confirms recent corrections in the theoretical models and reproduces the phase boundary pressure dependence of TC. In conclusion of the statistical atomistic dynamics, the nature of the transition can be described in a more detailed way. In addition, this work paves the way towards locally patterned piezoelectrica by means of acoustic standing waves as well as piezoelectrically induced acoustic resonators