Evaluation of the Transfer of Heat from the Coil of the LHC Dipole Magnet to Helium II

During operation of the Large Hadron Collider at CERN, heat will be generated inside the coils of its superconducting magnets as a consequence of ramping of magnetic field, and of the interaction of lost beam particles with the magnet mass. Heat has to be transferred from the conductor into the He II coolant and removed from the magnet environment. During the LHC R&D stage, this transfer has been extensively studied on simulated coil segments at CEA/Saclay, and by analyzing dynamic behavior of short model magnets at CERN. Owing to the importance of efficient cooling for the design of future superconducting accelerator magnets, study of heat transfer has been restored at CERN and in frame of the Next European Dipole Collaboration. The article features two recently performed works: 1. Attempt to analyze archived high ramp rate quench data of 1-m-long LHC model dipole magnets of the 2nd generation. 2. Development of a method for direct measurement of heat transfer on segments of production LHC dipole magnet coils

20% by 2020? Economy-wide impacts of energy efficiency improvement in Germany

The paper presents results of the implementation of an efficiency strategy in Germany until 2020 which is focused on cost-effective measures. The efficiency measures are calculated in bottom-up models and translated into a top-down macro-economic model. The comparison to a business as usual simulation shows some economy-wide rebound effects of about 17% of the overall energy savings. The analysis is limited to 2020. Given that an efficiency strategy is a long-term strategy, this puts the results on the rather conservative side. The results clearly show that improved energy efficiency results in a variety of positive effects on the economy and the environment. These range from reduced greenhouse gas emissions to improved competitiveness of firms and budget savings for consumers to economy wide impacts like additional employment and economic growth. Even the consideration of rebound effects did not change this picture significantly. Thus, exploiting the huge potential stemming from cost-effective efficiency measures should have high priority for the design of energy and climate policies.energy efficiency, bottom up scenario analysis, climate policy

20% by 2020? Economy-wide impacts of energy efficiency improvement in Germany

The paper presents results of the implementation of an efficiency strategy in Germany until 2020 which is focused on cost-effective measures. The efficiency measures are calculated in bottom-up models and translated into a top-down macro-economic model. The comparison to a business as usual simulation shows some economy-wide rebound effects of about 17% of the overall energy savings. The analysis is limited to 2020. Given that an efficiency strategy is a long-term strategy, this puts the results on the rather conservative side. The results clearly show that improved energy efficiency results in a variety of positive effects on the economy and the environment. These range from reduced greenhouse gas emissions to improved competitiveness of firms and budget savings for consumers to economy wide impacts like additional employment and economic growth. Even the consideration of rebound effects did not change this picture significantly. Thus, exploiting the huge potential stemming from cost-effective efficiency measures should have high priority for the design of energy and climate policies

Application-oriented modelling of domestic energy demand

Detailed residential energy consumption data can be used to offer advanced services and provide new business opportunities to all participants in the energy supply chain, including utilities, distributors and customers. The increasing interest in the residential consumption data is behind the roll-out of smart meters in large areas and led to intensified research efforts in new data acquisition technologies for the energy sector. This paper introduces a novel model for generation of residential energy consumption profiles based on the energy demand contribution of each household appliance and calculated by using a probabilistic approach. The model takes into consideration a wide range of household appliances and its modular structure provides a high degree of flexibility. Residential consumption data generated by the proposed model are suitable for development of new services and applications such as residential real-time pricing schemes or tools for energy demand prediction. To demonstrate the main features of the model, an individual household consumption was created and the effects of a possible change in the user behaviour and the appliance configuration presented. In order to show the flexibility offered in creation of the aggregated demand, the detailed simulation results of an energy demand management algorithm applied to an aggregated user group are used

Magnetresonanztomographie-gestützte Ablation von Vorhofflattern

Die Katheterablation ist ein etabliertes, kuratives Verfahren zur Behandlung von Patienten mit tachykarden Herzrhythmusstörungen und wird in der täglichen Routine der interventionellen Elektrophysiologen mit Hilfe von Durchleuchtungstechnik sowie nicht-fluororskopischen Navigationsverfahren durchgeführt. Hierbei erfahren Fluoroskopie-gestützte Verfahren insbesondere Limitierungen in der Darstellbarkeit arrhythmogener Zielgewebe und induzierter Gewebedefekte (Ablationsläsionen) und gehen teilweise mit einer sehr hohen Strahlenexposition für Patient und Untersucher einher. Die Magnetresonanztomographie (MRT) erlaubt die Darstellung von Gewebeveränderungen in einer röntgenstrahlenfreien Umgebung. Ziel der vorliegenden experimentellen und klinischen Untersuchungen war es, die Möglichkeiten der MRT-gestützten Ablationsbehandlung zu evaluieren. In Teil 1 (experimentelle Untersuchung) dieser Arbeit wurden Verfahren zur Kathetervisualisierung, Elektrogrammableitung und Ablationsbehandlung bei neun Schweinen durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass eine exakte und zuverlässige Kathetervisualisierung, die Ableitung von Elektrogrammen sowie die effektive und sichere Induktion von Ablationsläsionen innerhalb des MR-Tomographen umsetzbar sind. In Teil 2 (klinische Untersuchung) dieser Arbeit wurde die Durchführbarkeit und Behandlungssicherheit der MRT-gestützten Katheterablation von typischem, rechtsatrialem Vorhofflattern bei acht Patienten untersucht. Bei drei von acht Patienten konnte eine erfolgreiche Behandlung allein im MR-Tomographen erzielt werden. Bei vier Patienten war eine kombinierte Behandlung im MR-Tomographen und fluoroskopischen Elektrophysiologe-Labor (konventionelles EP-Labor) notwendig, um einen kompletten rechtsatrialen Isthmusblock zu induzieren. Bei einem Patienten trat innerhalb des MR-Tomographen eine bedeutsame Prozedur-assoziierte Komplikation auf (Katheterentrapment). Diese Komplikation konnte innerhalb eines konventionellen EP-Labors behoben werden. Die Ergebnisse der vorliegenden experimentellen und klinischen Untersuchungen zeigen, dass MRT-gestützte Ablationsbehandlungen möglich und umsetzbar sind, es jedoch weiterer methodischer Verbesserungen und zusätzlicher Untersuchungen bedarf, um die klinische Anwendung der MRT-gestützten Katheterablation zu etablieren.:Inhaltsverzeichnis Bibliographische Beschreibung 4 Abkürzungsverzeichnis 5 Abbildungsverzeichnis 7 Tabellenverzeichnis 7 1. Einführung 9 1.1. Katheterablation von Herzrhythmusstörungen 10 1.2. Vorhofflattern 12 1.2.1. Epidemiologie 13 1.2.2. Klinik und Komplikationen 14 1.2.3. Diagnostik und EKG-Kriterien 14 1.2.4. Behandlungsstrategien 16 1.1. Konventionelle Durchführung der Katheterablation mittels Fluoroskopie 18 1.1.1. Strahlenexposition 20 1.3. Bildgebung in der Elektrophysiologie 22 1.2. Magnetresonanztomographie 23 1.2.1. Grundlagen 23 1.2.2. Einsatz in der Kardiologie 24 1.3. Tracking 26 1.3.1. Passive Imaging 26 1.3.2. Active Tracking 27 1.4. Herausforderungen für interventionelles Arbeiten innerhalb der MRT-Umgebung 28 2. Aufgabenstellung 30 2.1. Teil 1: Experimentelle Untersuchung (Tiermodell) 31 2.2. Teil 2: Klinische Untersuchung (Humanstudie) 31 3. Material und Methoden 32 3.1. MRT-interventionelle Technologien 32 3.1.1. Elektrophysiologie-Arbeitsplatz und Katheter 32 3.1.2. Ablationskatheter und Verbindungskabel 33 3.1.3. Elektrophysiologischer Messplatz 34 3.1.4. Interventional MRI Suite (iSuite) 35 3.1.5. MRT-Scanner und Sequenzen 36 3.2. Teil 1: Experimentelle Untersuchung (Tiermodell) 38 3.2.1. Experimentelles Setting 38 3.3. Teil 2: Klinische Untersuchung (Humanstudie) 39 3.3.1. Patientendaten 39 3.4. Statistische Betrachtung 39 4. Ergebnisse 40 4.1. Teil 1: Experimentelle Untersuchung (Tiermodell) 40 4.1.1. Vorbereitung und prozedurale Parameter 40 4.1.2. Segmentierung der kardialen Anatomie und Rekonstruktion der 3D-Geometrie 41 4.1.3. Intubation des CS, Ableitung von Elektrogrammen und Durchführung von Stimulationsmanövern 43 4.1.4. Generierung einer Aktivierungsmap des rechten Vorhofs 46 4.1.5. Ablation des AV-Knotens 48 4.1.6. Postmortale Entnahme der Herzen und makroskopische Beurteilung der Ablationsläsionen..49 4.2. Teil 2: Klinische Untersuchung (Humanstudie) 50 4.2.1. Untersuchungsvorbereitungen 50 4.2.2. Segmentierung der kardialen Anatomie und Rekonstruktion der 3D-Geometrie 50 4.2.3. Katheterplatzierung, intrakardiale Elektrogramme und Stimulation 52 4.2.4. Ablation des rechtsatrialen Isthmus 53 4.2.5. Visualisierung der Ablationsläsion 55 4.2.6. Prozedurale Daten und Komplikationen 55 5. Diskussion 57 5.1. Zusammenfassung und kritische Würdigung der wesentlichen Untersuchungsergebnisse 57 5.2. Experimentelle und klinische Befunde zum Einsatz von MRT-Technologie in der Elektrophysiologie 59 5.3. 3D-Rekonstruktion und Katheternavigation 61 5.4. Katheterablation im MR-Tomographen 61 5.5. Interventions-MRT in der Elektrophysiologie: ein Ausblick 62 6. Zusammenfassung der Arbeit 63 7. Literaturverzeichnis 66 8. Anlagen 72 8.1. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 73 8.2. Lebenslauf 74 8.3. Publikationen 75 8.4. Danksagung 7

Kontrastmittelinduziertes Nierenversagen nach Koronarangiographie:eine prospektive kontrollierte klinische Studie an 213 Patienten

Das Thema des kontrastmittelinduzierten Nierenversagens (KIN) besitzt eine große Relevanz. In einer prospektiven, randomisierten Studie mit 213 Patienten mit Nierenfunktionseinschränkung untersuchten wir drei verschiedene Präventionsmöglichkeiten des KIN. Verglichen wurden erstens eine alleinige forcierte Diurese mit 500 ml 0,9%NaCl-Lösung + 500 ml einer 5%igen Glucoselösung jeweils vor und nach der Untersuchung, zweitens eine forcierte Diurese + einmalige Hämodialyse und drittens eine forcierte Diurese + tägliche Gabe von jeweils 2x600mg des Antioxidants Acetylcystein über 2 Tage. Insgesamt entwickelten 33 von 213 Patienten (15,5%) ein KIN, 11 von 76 (14,5%) in der Diurese-Gruppe, 15 von 71 (21,1%) in der Dialyse-Gruppe und 7 von 66 (10,6%) in der Acetylcystein-Gruppe. Alle Unterschiede zwischen den Therapiegruppen waren statistisch nicht signifikant