The 10 most recently published documents
Historical maps are fascinating documents and a valuable source of information for scientists of various disciplines. Many of these maps are available as scanned bitmap images, but in order to make them searchable in useful ways, a structured representation of the contained information is desirable.
This book deals with the extraction of spatial information from historical maps. This cannot be expected to be solved fully automatically (since it involves difficult semantics), but is also too tedious to be done manually at scale.
The methodology used in this book combines the strengths of both computers and humans: it describes efficient algorithms to largely automate information extraction tasks and pairs these algorithms with smart user interactions to handle what is not understood by the algorithm. The effectiveness of this approach is shown for various kinds of spatial documents from the 16th to the early 20th century.
The success of semantic systems has been proven over the last years.
Nowadays, Linked Data is the driver for the rapid development of ever new intelligent systems.
Especially in enterprise environments semantic systems successfully support more and more business processes.
This is especially true for after sales service in the mechanical engineering domain.
Here, service technicians need effective access to relevant technical documentation in order to diagnose and solve problems and defects.
Therefore, the usage of semantic information retrieval systems has become the new system metaphor.
Unlike classical retrieval software Linked Enterprise Data graphs are exploited to grant targeted and problem-oriented access to relevant documents.
However, huge parts of legacy technical documents have not yet been integrated into Linked Enterprise Data graphs.
Additionally, a plethora of information models for the semantic representation of technical information exists.
The semantic maturity of these information models can hardly be measured.
This thesis motivates that there is an inherent need for a self-contained semantification approach for technical documents.
This work introduces a maturity model that allows to quickly assess existing documentation.
Additionally, the approach comprises an abstracting semantic representation for technical documents that is aligned to all major standard information models.
The semantic representation combines structural and rhetorical aspects to provide access to so called Core Documentation Entities.
A novel and holistic semantification process describes how technical documents in different legacy formats can be transformed to a semantic and linked representation.
The practical significance of the semantification approach depends on tools supporting its application.
This work presents an accompanying tool chain of semantification applications, especially the semantification framework CAPLAN that is a highly integrated development and runtime environment for semantification processes.
The complete semantification approach is evaluated in four real-life projects: in a spare part augmentation project, semantification projects for earth moving technology and harvesting technology, as well as an ontology population project for special purpose vehicles.
Three additional case studies underline the broad applicability of the presented ideas.
The thesis describes the development of new synthetic strategies towards planar nanometer-sized and electron-deficient polycyclic aromatic dicarboximides, which are rather unexplored compared with the large variety of electron-rich polycyclic aromatic hydrocarbons and nanographenes. Thus, new polycyclic aromatic systems containing a different number of dicarboximide groups were designed since this class of compounds has revealed its significance in the past due to a range of desirable molecular properties and its high thermal and photochemical stability. The synthetic concept towards these systems includes different C–C coupling techniques that were combined within coupling cascade reactions. Therefore, this thesis provides new insights into the reactivity of aromatic substrates and elucidates mechanistic aspects of C–C coupling cascade reactions to facilitate the precise design of new and desirable materials based on polycyclic aromatic dicarboximides. Furthermore, structure-property relationships as well as the optical and electrochemical properties were investigated by UV/Vis absorption and fluorescence spectroscopy and cyclic or square wave voltammetry. Insights into the molecular structures in the solid state were obtained by single-crystal X-ray analysis. In subsequent studies, highly electron-deficient perylene bisimides and their reduced species have been investigated in detail. Thus, core-functionalized perylene bisimides were synthesized and UV/Vis absorption spectroscopy, spectroelectrochemistry and cyclic or square wave voltammetry were used to determine their optical properties and the stability of the individual reduced species.
Durch das konkav gekrümmte mediale Tibiaplateau und das konvex gekrümmte laterale Tibiaplateau, welches zudem etwas nach dorsal versetzt ist, entsteht ein mechanisches Viergelenk. Dieses Viergelenk erzwingt im menschlichen Knie eine reibungsarme Roll-Gleitbewegung. Handelsübliche Knieendoprothesen haben dieser anatomischen Besonderheit bis dato keine Rechnung getragen.
In der seit 2003 eingeführten neuartigen Knieprothese „AEQUOS G1“ wird diese anatomische Besonderheit erstmalig berücksichtigt. Bei Belastung ist die Rollbewegung die dominierende Bewegungsform und minimiert so den Materialverschleiß des Polyethylen-Inlays. Durch eine dominierende Gleitbewegung bei Beugewinkeln > 60° ermöglich diese Prothese zugleich eine maximale Flexion.
Diese Arbeite beschäftigt sich mit dem klinischen Outcome und der Patientenzufriedenheit nach Implantation einer Aequos G1 Prothese in einer mittelfristigen Follow-up Studie. Die Frage, ob sich die ersten vielversprechenden Ergebnisse reproduzieren lassen, ist ebenfalls Gegenstand der vorliegend Arbeit.
Es wurde bei 54 Patienten eine Implantation einer Aequos G1 Prothese durchgeführt, diese wurden in einer Monocenterstudie nachuntersucht.
Die Patienten wurden nach mindestens 24 monatiger Prothesenstandzeit klinisch untersucht und mit Hilfe verschiedener Fragebögen Interviewt. Als Fragebögen wurden verwendet: der Kujala-Score (KS), der Turba-Score (TS), der Knee Society Score (KSS), die visuelle Analogskala Schmerz (VAS), der Oxford Knee Score (OKS) und der Short-Form-36 (SF-36).
Es wurden 46 Patienten nach durchschnittlich 40,89 Monaten nachuntersucht. Das Durchschnittsalter belief sich auf 70,30 Jahre, bei einem Frauenanteil von 73,90 % und folglich einem Männeranteil von 26,10 %. Der durchschnittliche BMI konnte mit 32,71 kg/m² bestimmt werden.
Das mittlere Bewegungsausmaß betrug in der vorliegenden Studie 108,48° ± 9,65°. Dieses Ergebnis zeigt sich nahezu identisch mit den Ergebnissen der kurzfristigen Vergleichsstudien von Frosch und Will. [15, 67]
Altersassoziierte und strahleninduzierte Veränderungen des genomweiten DNA-Methylierungs-Profils
(2018)
Der Prozess des Alterns ist ein komplexer multifaktorieller Vorgang, der durch eine sukzessive Verschlechterung der physiologischen Funktionen charakterisiert ist. Ein hohes Alter ist der Hauptrisikofaktor für die meisten Krankheiten, einschließlich Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Das Verständnis der epigenetischen Mechanismen, die in den Prozess des Alterns involviert sind, könnte zur Entwicklung pharmakologischer Interventionen beitragen, die nicht nur die Lebenserwartung erhöhen, sondern auch den Beginn des altersassoziierten funktionellen Abbaus verzögern könnten. Durch die Langzeit-Kultivierung primärer humaner Fibroblasten wurde ein in vitro Modell für das Altern etabliert, das die Identifizierung altersassoziierter DNA-Methylierungs-Veränderungen ermöglichte. Die in vitro Alterung konnte mit einer globalen Hypomethylierung und einer erhöhten DNA-Methylierung der ribosomalen DNA assoziiert werden. Darüber hinaus konnten DNA-Methylierungs-Veränderungen in Genen und Signalwegen, die für das Altern relevant sind, und ein erhöhtes epigenetisches Alter nachgewiesen werden.
Das in vitro Modell für das Altern wurde verwendet, um neben den direkten Effekten ionisierender Strahlung auf die DNA-Methylierung auch deren Langzeit-Effekte zu untersuchen. Die Strahlentherapie ist ein entscheidendes Element der Krebstherapie, hat aber auch negative Auswirkungen und kann unter anderem das Risiko für die Entwicklung eines Zweittumors erhöhen. Bei externer Bestrahlung wird neben dem Tumor auch gesundes Gewebe ionisierender Strahlung ausgesetzt. Daher ist es wichtig zu untersuchen, wie Zellen mit intakten DNA-Reparatur-Mechanismen und funktionierenden Zellzyklus-Checkpoints durch diese beeinflusst werden. In der frühen Phase der DNA-Schadensantwort auf Bestrahlung wurden in normalen Zellen keine wesentlichen DNA-Methylierungs-Veränderungen beobachtet. Mehrere Populations-Verdoppelungen nach Strahlenexposition konnten dagegen eine globale Hypomethylierung, eine erhöhte DNA-Methylierung der ribosomalen DNA und ein erhöhtes epigenetisches Alter detektiert werden. Des Weiteren zeigten Gene und Signalwege, die mit Krebs in Verbindung gebracht wurden, Veränderungen in der DNA-Methylierung. Als Langzeit-Effekte ionisierender Strahlung traten somit die mit der in vitro Alterung assoziierten DNA-Methylierungs-Veränderungen verstärkt auf und ein epigenetisches Muster, das stark an das DNA-Methylierungs-Profil von Tumorzellen erinnert, entstand. Man geht davon aus, dass Veränderungen der DNA-Methylierung eine aktive Rolle in der Entwicklung eines Tumors spielen. Die durch ionisierende Strahlung induzierten DNA-Methylierungs-Veränderungen in normalen Zellen könnten demnach in die Krebsentstehung nach Strahlenexposition involviert sein und zu dem sekundären Krebsrisiko nach Strahlentherapie beitragen. Es ist bekannt, dass Patienten unterschiedlich auf therapeutische Bestrahlung reagieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen darauf hin, dass die individuelle Sensitivität gegenüber ionisierender Strahlung auch auf epigenetischer Ebene beobachtet werden kann.
In einem zweiten Projekt wurden Gesamtblutproben von Patienten mit Werner-Syndrom, einer segmental progeroiden Erkrankung, und gesunden Kontrollen analysiert, um mit dem vorzeitigen Altern in Verbindung stehende DNA-Methylierungs-Veränderungen zu identifizieren. Werner-Syndrom konnte nicht mit einer globalen Hypomethylierung, jedoch mit einer erhöhten DNA-Methylierung der ribosomalen DNA und einem erhöhten epigenetischen Alter assoziiert werden. Das vorzeitige Altern geht demzufolge mit spezifischen epigenetischen Veränderungen einher, die eine Beschleunigung der mit dem normalen Altern auftretenden DNA-Methylierungs-Veränderungen darstellen.
Im Rahmen dieser Arbeit konnte die Bedeutung epigenetischer Mechanismen im Prozess des Alterns hervorgehoben werden und gezeigt werden, dass sowohl exogene Faktoren, wie ionisierende Strahlung, als auch endogene Faktoren, wie das in Werner-Syndrom-Patienten mutiert vorliegende WRN-Gen, altersassoziierte DNA-Methylierungs-Veränderungen beeinflussen können.
Programmansätze und deren Einsatz in vorschulisch, schulisch und außerschulisch bildenden Kontexten erfreuen sich der zunehmenden Beliebtheit. Ein breites und nicht nachlassendes Interesse in Forschung und Praxis kommt insbesondere vorschulischen Trainingskonzepten zuteil, denen das Potenzial zugesprochen wird, später auftretenden Schwierigkeiten beim Erwerb der Schriftsprache wirksam vorzubeugen.
Das Würzburger Trainingsprogramm »Hören, lauschen, lernen« stellt einen konzeptionell auf schriftspracherwerbstheoretischen Annahmen fundierten und mit mehreren evaluierenden Studien erprobten Trainingsansatz dar. Dieser bezweckt, Kindern den Erwerb des Lesens und Schreibens zu erleichtern. Dem Anspruch, späteren Lese-Rechtschreibschwierigkeiten effektiv vorzubeugen, unterliegt die vorschulische Förderung bereichsspezifischer Kompetenzen des Schriftspracherwerbs, insbesondere der Kompetenz phonologische Bewusstheit. Die Förderung wird optimal ausgeschöpft, sofern Empfehlungen einer qualitativen Implementierung umgesetzt werden, die als Manualtreue, Durchführungsintensität, Programmdifferenzierung, Programmkomplexität, Implementierungsstrategien, Vermittlungsqualität und Teilnehmerreaktion spezifiziert sind.
Zunehmend diskutiert sind in der Trainingsforschung, neben der theoretischen Fundierung und dem zu erbringenden Nachweis an empirischer Evidenz von Programmansätzen, Kriterien der Praxistauglichkeit. Daher befasst sich die vorliegende Arbeit mit der Frage der Programmrobustheit gegenüber Trainereffekten. Es nahmen 300 Kinder an dem Würzburger Trainingsprogramm teil und wurden 64 Kindern gegenübergestellt, die dem regulären Kindergartenprogramm folgten. Angeleitet durch das erzieherische Personal fand das 5-monatig andauernde Training innerhalb des Vorschuljahres statt. Die kindliche Entwicklung in den bereichsspezifischen Kompetenzen der phonologischen Bewusstheit und der Graphem-Phonem-Korrespondenz wurde vor und nach der Trainingsmaßnahme sowie zum Schulübertritt und in den Kompetenzen des Rechtschreibens und Lesens zum Ende des ersten Schuljahres untersucht. Es ließen sich unmittelbar und langfristig Trainingseffekte des eingesetzten Programmes nachweisen; indessen blieb ein Transfererfolg aus.
Der Exploration von Trainereffekten unterlag eine Eruierung der Praxistauglichkeit des Trainingsprogrammes anhand der erfolgten Implementierung durch das anleitende erzieherische Personal. Aus der ursprünglich mit 300 Kindern aus 44 involvierten Kindergärten bestehenden Datenbasis wurden drei Subgruppen mit insgesamt 174 Kindern aus 17 Kindergärten identifiziert, bei denen deutliche Diskrepanzen zu unmittelbaren, langfristigen und transferierenden Effekten des Trainingsprogrammes auftraten. Exploriert wurden Unterschiede in der Durchführung, um Rückschlüsse auf qualitative Aspekte der Programmimplementierung zu ziehen. Die Befunde des Extremgruppenvergleichs deuteten an, dass weniger Aspekte der Manualtreue und Durchführungsintensität ausschlaggebend für die Programmwirksamkeit waren; vielmehr schien für die Wirksamkeit des Trainingsprogrammes die Implementierung in der Art und Weise, wie die Trainingsinhalte den Kindern durch das erzieherische Personal vermittelt waren, entscheidend zu sein. Befunde zur eruierten Teilnehmerreaktion, die auf differenzielle Fördereffekte verweisen, stellten die Trainingswirksamkeit insbesondere für Kinder heraus, bei denen prognostisch ein Risiko unterstellt war, später auftretende Schwierigkeiten mit der Schriftsprache zu entwickeln. Ferner zeichnete sich ab, dass neben der Qualität der Programmimplementierung scheinbar auch Unterschiede in der schulischen Instruktionsmethode des Lesens und Schreibens einen nivellierenden Einfluss auf den Transfererfolg des Programmes ausübten. Theoretische und praktische Implikationen für den Einsatz des Trainingsprogrammes wurden diskutiert.
Jahresbericht 2016/2017
(2018)
We demonstrate two-quantum (2Q) coherent two-dimensional (2D)electronic spectroscopy using a shot-to-shot-modulated pulse shaper and fluorescence detection. Broadband collinear excitation is realized with the supercontinuum output of an argon-filled hollow-core fiber, enabling us to excite multiple transitions simultaneously in the visible range. The 2Q contribution is extracted via a three-pulse sequence with 16-fold phase cycling and simulated employing cresyl violet as a model system. Furthermore, we report the first experimental realization of one-quantum−two-quantum (1Q-2Q) 2D spectroscopy, offering less congested spectra as compared with the 2Q implementation. We avoid scattering artifacts and nonresonant solvent contributions by using fluorescence as the observable. This allows us to extract quantitative information about doubly excited states that agree with literature expectations. The high sensitivity and background-free nature of fluorescence detection allow for a general applicability of this method to many other systems.
The reliability of implantable blood sensors is often hampered by unspecific adsorption of plasma proteins and blood cells. This not only leads to a loss of sensor signal over time, but can also result in undesired host vs. graft reactions. Within this study we evaluated the hemocompatibility of isocyanate conjugated star shaped polytheylene oxide-polypropylene oxide co-polymers NCO-sP(EO-stat-PO) when applied to gold surfaces as an auspicious coating material for gold sputtered blood contacting sensors. Quartz crystal microbalance (QCM) sensors were coated with ultrathin NCO-sP(EO-stat-PO) films and compared with uncoated gold sensors. Protein resistance was assessed by QCM measurements with fibrinogen solution and platelet poor plasma (PPP), followed by quantification of fibrinogen adsorption. Hemocompatibility was tested by incubation with human platelet rich plasma (PRP). Thrombin antithrombin-III complex (TAT), beta-thromboglobulin (beta-TG) and platelet factor 4 (PF4) were used as coagulation activation markers. Furthermore, scanning electron microscopy (SEM) was used to visualize platelet adhesion to the sensor surfaces. Compared to uncoated gold sensors, NCO-sP(EO-stat-PO) coated sensors revealed significant better resistance against protein adsorption, lower TAT generation and a lower amount of adherent platelets. Moreover, coating with ultrathin NCO-sP(EO-stat-PO) films creates a cell resistant hemocompatible surface on gold that increases the chance of prolonged sensor functionality and can easily be modified with specific receptor molecules.
Herzkreislauferkrankungen stellen die häufigsten Todesursachen in den Industrienationen dar. Die Entwicklung nichtinvasiver Bildgebungstechniken mit Hilfe der Magnetresonanz-Tomografie (MRT) ist daher von großer Bedeutung, um diese Erkrankungen frühzeitig zu erkennen und um die Entstehungsmechanismen zu erforschen. In den letzten Jahren erwiesen sich dabei genetisch modifzierte Mausmodelle als sehr wertvoll, da sich durch diese neue Bildgebungsmethoden entwickeln lassen und sich der Krankheitsverlauf im Zeitraffer beobachten lässt.
Ein große Herausforderung der murinen MRT-Bildgebung sind die die hohen Herzraten und die schnelle Atmung. Diese erfordern eine Synchronisation der Messung mit dem Herzschlag und der Atmung des Tieres mit Hilfe von Herz- und Atemsignalen. Konventionelle Bildgebungstechniken verwenden zur Synchronisation mit dem Herzschlag EKG Sonden, diese sind jedoch insbesondere bei hohen Feldstärken (>3 T) sehr störanfällig. In dieser Arbeit wurden daher neue Bildgebungsmethoden entwickelt, die keine externen Herz- und Atemsonden benötigen, sondern das MRT-Signal selbst zur Bewegungssynychronisation verwenden. Mit Hilfe dieser Technik gelang die Entwicklung neuer Methoden zur Flussbildgebung und der 3D-Bildgebung, mit denen sich das arterielle System der Maus qualitativ und quantitativ erfassen lässt, sowie einer neuen Methode zur Quantisierung der longitudinalen Relaxationszeit T1 im murinen Herzen. Die in dieser Arbeit entwickelten Methoden ermöglichen robustere Messungen des Herzkreislaufsystems. Im letzten Kapitel konnte darüber hinaus gezeigt werden dass sich die entwickelten Bildgebungstechniken in der Maus auch auf die humane Bildgebung übertragen lassen.
