Interaktive Lageregelung bei Nacht mit dem Mikrosatelliten DLR-TUBSAT

Primäres Ziel dieser Forschungsarbeit war es, den Satelliten DLR-TUBSAT für die interaktive Lageregelung bei Nacht einsetzbar zu machen und die Funktionsfähigkeit des Systems anhand von Lageregelungsexperimenten im Orbit zu demonstrieren. Unter interaktiver Lagerregelung versteht man das 1999 an der TU-Berlin erstmals vorgestellte Lagerregelungsverfahren, bei dem ein Mensch in der Bodenstation mittels eines Joysticks Steuerbefehle an den Satelliten sendet, während er vor sich auf einem Bildschirm das vom Satelliten übertragene Live-Videobild sehen kann. Er bekommt dadurch in Echtzeit die Reaktion des Satelliten auf die Steuerbefehle vermittelt. Hinter diesem Ziel steckte die Motivation, das zeitliche Auflösungsvermögen des Satelliten zu erhöhen, sowie neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen. Neben diesem Hauptziel sollte zusätzlich das Potential der DLR-TUBSAT-Nutzlastoptiken für Nachtaufnahmen untersucht werden. Das Kernproblem, welches zur Erreichung dieser beiden Ziele gelöst werden musste, war das der Vorstabilisierung des Satelliten bei Nacht. Unter Vorstabilisierung versteht man das auf einige Grad genaue Ausrichten des Satelliten auf ein Zielgebiet, welches anschließend interaktiv erkundet werden soll Um dieses Problem zu lösen, wurde eine komplexe Vorstabilisierungssoftware entwickelt welche sich aus boden- und bordseitigen Komponenten zusammensetzt. Mit der Software lässt sich der Satellit in drei Schritten von einer beliebigen unbekannten Lage zu Beginn des Überflugs, der sogenannten Lost-In-Space-Konfiguration, in den geforderten vorstabilisierten Zustand überführen. Die drei Schritte sind: 1.Aufnahme und Übertragung eines Sternbilds zur Bodenstation 2.Ermittlung der Lage des Satelliten durch Auswertung des Sternbilds 3.Berechnung und Kommandierung der notwendigen Schwenkmanöver um von der ermittelten zur gewünschten vorstabilisierten Lage zu gelangen Zu jedem dieser Schritte wurden zunächst eigenständige Programme entwickelt, welche anschließend zu der integrierten Vorstabilisierungssoftware zusammengefügt wurden. Die für diese Arbeit entwickelte Software zur Berechnung und Kommandierung der Manöver wurde als Echzeitsimulator unter Einbindung von OpenGL-Grafikroutinen realisiert. Bei der Kommandierung der Manöver werden diese von der Simulation mitgekoppelt, sodass der Operator den gesamten Vorstabilisierungsvorgang aus der simulierten Satellitenperspektive mitverfolgen kann, was ihm die Interpretation der Szene im echten Videobild erleichtert. Neben der Lösung des Problems der Vorstabilisierung bei Nacht wurde im Rahmen dieser Dissertation auch die interaktive Steuerung selbst optimiert. Hierfür wurde wiederum eine neue Software entwickelt. Diese wurde vor dem Einsatz bei Nacht erfolgreich am Tage in Südafrika getestet. Es konnte demonstriert werden, dass es diese Software ermöglicht, mit dem 1000mm-Objektiv über mehrere Minuten einer Küstenlinie zu folgen, ohne dieselbe aus dem Blickfeld zu verlieren. Die Genauigkeit der integrierten Vorstabilisierungssoftware wurde zunächst durch Manöver von einem Sternbild zu einem anderen getestet. Für die sich anschließenden interaktiven Lageregelungstests wurde Berlin als Ziel ausgewählt. Die Funktion des Vorstabilisierungssystems konnte durch das Erreichen von Berlin mit dem 50mm-Objektiv bei mehreren aufeinanderfolgenden Überflügen nachgewiesen werden. Auch die Funktion der interaktiven Steuerung konnte durch das erfolgreiche zentrieren des Ziels im Bild nachgewiesen werden

Impact of Radiotherapy, Chemotherapy and Surgery in Multimodal Treatment of Locally Advanced Esophageal Cancer

Objectives: It was the aim of this study to assess our institutional experience with definitive chemoradiation (CRT) versus induction chemotherapy followed by CRT with or without surgery (C-CRT/S) in esophageal cancer. Methods: We retrospectively analyzed 129 institutional patients with locally advanced esophageal cancer who had been treated by either CRT in analogy to the RTOG 8501 trial (n = 78) or C-CRT/S (n = 51). Results: The median, 2-and 5-year overall survival (OS) of the entire collective was 17.6 months, 42 and 24%, respectively, without a significant difference between the CRT and C-CRT/S groups. In C-CRT/S patients, surgery statistically improved the locoregional control (LRC) rates (2-year LRC 73.6 vs. 21.2%; p = 0.003); however, this was translated only into a trend towards improved OS (p = 0.084). The impact of escalated radiation doses (>= 60.0 vs. <60.0 Gy) on LRC was detectable only in T1-3 N0-1 M0 patients of the CRT group (2-year LRC 77.8 vs. 42.3%; p = 0.036). Conclusion: Definitive CRT and a trimodality approach including surgery (C-CRT/S) had a comparable outcome in this unselected patient collective. Surgery and higher radiation doses improve LRC rates in subgroups of patients, respectively, but without effect on OS. Copyright (C) 2012 S. Karger AG, Base

The Role of Stereotactic Radiosurgery in the Management of Foramen Magnum Meningiomas—A Multicenter Analysis and Review of the Literature

Background: Foramen magnum meningiomas (FMMs) represent a considerable neurosurgical challenge given their location and potential morbidity. Stereotactic radiosurgery (SRS) is an established non-invasive treatment modality for various benign and malignant brain tumors. However, reports on single-session or multisession SRS for the management and treatment of FMMs are exceedingly rare. We report the largest FMM SRS series to date and describe our multicenter treatment experience utilizing robotic radiosurgery. Methods: Patients who underwent SRS between 2005 and 2020 as a treatment for a FMM at six different centers were eligible for analysis. Results: Sixty-two patients met the inclusion criteria. The median follow-up was 28.9 months. The median prescription dose and isodose line were 14 Gy and 70%, respectively. Single-session SRS accounted for 81% of treatments. The remaining patients received three to five fractions, with doses ranging from 19.5 to 25 Gy. Ten (16%) patients were treated for a tumor recurrence after surgery, and thirteen (21%) underwent adjuvant treatment. The remaining 39 FMMs (63%) received SRS as their primary treatment. For patients with an upfront surgical resection, histopathological examination revealed 22 World Health Organization grade I tumors and one grade II FMM. The median tumor volume was 2.6 cubic centimeters. No local failures were observed throughout the available follow-up, including patients with a follow-up ≥ five years (16 patients), leading to an overall local control of 100%. Tumor volume significantly decreased after treatment, with a median volume reduction of 21% at the last available follow-up (p < 0.01). The one-, three-, and five-year progression-free survival were 100%, 96.6%, and 93.0%, respectively. Most patients showed stable (47%) or improved (21%) neurological deficits at the last follow-up. No high-grade adverse events were observed. Conclusions: SRS is an effective and safe treatment modality for FMMs. Despite the paucity of available data and previous reports, SRS should be considered for selected patients, especially those with subtotal tumor resections, recurrences, and patients not suitable for surgery

From the identification of new substrates of the 15beta-hydroxylase (CYP106A2) to cytochrome P450 whole-cell catalysis in Bacillus megaterium

Cytochrome P450 besitzen aufgrund ihrer Fähigkeit atomaren Sauerstoff regio- und stereoselektiv in nicht aktivierte C-H-Bindungen einzuführen ein großes biotechnologisches Potential. Ein Einsatz bakterieller CYPs ist hierbei besonders interessant, da sie sich im Vergleich zu membrangebundenen P450 Monooxygenasen durch höhere Expressionsraten, Stabilitäten und oft durch höhere Substratspezifitäten auszeichnen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden neue Substrate der bakteriellen 15beta-Hydroxylase CYP106A2 aus Bacillus megaterium ATCC 13368 identifiziert und eingehend charakterisiert, wodurch neue Erkenntnisse über die Substratspezifität und Substratbindung dieses Enzyms erhalten wurden. Das Substratspektrum wurde um biotechnologisch relevante Di- und Triterpene erweitert und infolge dessen wurde CYP106A2 als die erste bakterielle Diterpenhydroxylase identifiziert, die eine regioselektive allylische Hydroxylierung in einem Schritt katalysiert. Durch den Einsatz des B. megaterium Stammes ATCC 13368, der sowohl CYP106A2 als auch seine homologen Redoxpartner endogen beinhaltet, wurden ausreichende Mengen einzelner Produkte synthetisiert, um die exakte Hydroxylierungsposition im Molekül durch NMR-Spektroskopie zu bestimmen. Zur Steigerung der Produktivität dieses natürlichen Ganzzellsystems wurde zum ersten Mal ein P450 abhängiges rekombinantes Expressionssystem für Bacillus megaterium entwickelt, welches die Koexpression von CYP106A2 und seiner heterologen Redoxpartner AdR und Adx erlaubt. Dieser Ganzellbiokatalysator wurde erfolgreich zum Umsatz der neuen Substrate eingesetzt, wodurch eine deutliche Steigerung der Produktivität im Vergleich zum natürlichen CYP106A2 exprimierenden Bacillus megaterium Stamm ATCC 13368 erzielt wurde.Cytochromes P450 exhibit a great biotechnological potential due to their ability to introduce molecular oxygen regio- and stereoselectively into non-activated hydrocarbons. The use of bacterial CYPs is thereby very interesting, because they possess higher expression rates, stabilities and often higher substrate specificities in comparison to membrane bound P450 monooxygenases. Within the scope of this work, new substrates of the 15beta-hydroxylase CYP106A2 from Bacillus megaterium ATCC 13368 have been identified and characterized in detail, which led to new insights into the substrate specificity and substrate binding of this enzyme. The substrate spectrum was extended to biotechnological relevant di- and triterpenes and CYP106A2 was identified as the first bacterial diterpene hydroxylase, which catalyzes a regioselective allylic hydroxylation in a single step. Using Bacillus megaterium ATCC 13368, which contains CYP106A2 and its homologous redox partners, sufficient amounts of reaction products were produced for the identification of the hydroxylation position by NMR-spectroscopy. To further improve the productivity of the natural converting whole-cell system, a P450 dependent recombinant expression system in Bacillus megaterium was developed, that allows the coexpression of CYP106A2 and its heterologous redox chain consisting of AdR and Adx. This whole-cell biocatalyst was successfully employed for the conversion of the new substrates, leading to an increased productivity in comparison to the naturally CYP106A2 expressing Bacillus megaterium ATCC 13368