Bestimmung der Genauigkeit zweier modellbasierter, dreidimensionaler Animationstechniken zur Bewegungsanalyse der Phalangen des Pferdes mittels nichtinvasiver biplanarer Hochfrequenz Fluoreszenzkinematographie

Einleitung: Lahmheiten ausgehend von der distalen Gliedmaße sind die häufigste Ursache für Leistungsminderung und frühes Ausscheiden von Pferden aus ihrer Nutzung. Genaue Kenntnisse über die Orientierung der Phalangen im Raum und innerhalb der verschiedenen Bewegungsphasen sind von entscheidender Bedeutung für Prävention und Therapie orthopädischer Erkrankungen. Eine neue Möglichkeit der dreidimensionalen Bewegungsanalyse von Knochen ist die biplanare Hochfrequenz-Fluoreszenzkinematographie, die die hoch präzise dreidimensionale Rekonstruktion der Knochen und ihrer Positionsveränderungen in Bewegung erlaubt. Es existiert eine invasive Variante dieser Methode, die markerbasierte Rekonstruktionstechnik. Diese Variante ist validiert und gilt als Goldstandard. Alternativ kann die Rekonstruktion ohne vorherige Markerimplantation, also nichtinvasiv, durch ein softwaregestütztes (Autoscoping (AS)) oder manuelles (Scientific Rotoscoping (SR)) Verfahren erfolgen. Die beiden zuletzt genannten Verfahren sind aufgrund der nicht vorhandenen Invasivität vorzuziehen, da sie den physiologischen Bewegungsablauf des Tieres nicht beeinflussen. Es gibt jedoch keine Angaben zu ihrer Genauigkeit für die Anwendung an der distalen Gliedmaße des Pferdes. Ziele der Untersuchungen: Diese Studie widmete sich daher der Untersuchung der Genauigkeit nichtinvasiver Rekonstruktionsverfahren von hochfrequenz-fluoreszenzkinematographischen Aufnahmen der Phalangen des Pferdes im Vergleich zum Goldstandard. Außerdem war von Interesse, ob das Filtern der Bewegungsdaten einen signifikanten Unterschied erbringt. Material und Methoden: Für die Phalanges proximales (PP), mediae (PM) und distales (PD) von fünf isolierten, distalen Gliedmaßen von Schlachtponys wurde biplanare Hochfrequenz Fluoreszenzkinematographie durchgeführt. Die fünf Beine wurden unter Simulation eines Schrittes jeweils manuell im Aufnahmefenster bewegt. Für die so entstandenen drei Animationen je Bein, jeweils basierend auf der markerbasierten und den beiden nichtinvasiven Techniken (AS, SR), wurden von jeder Phalanx die Bewegungen in sechs Freiheitsgraden (drei Translationen und drei Rotationen) bestimmt. Darüber hinaus wurden die so gewonnenen Koordinaten für alle drei Techniken zusätzlich mit einem low pass Butterworth Filter fünfter Ordnung bei 20 Hz gefiltert. Die nachfolgenden Berechnungen erfolgten analog sowohl für ungefilterte als auch für gefilterte Daten in R (Version 3.2.3, R Foundation for Statistical Computing, Wien, Österreich). Um die Genauigkeit von AS und SR im Vergleich zum Goldstandard zu bestimmen, wurden jeweils die Differenzen zwischen AS bzw. SR und markerbasierter Technik berechnet. So ergaben sich für PP 2859 auswertbare Einzelwerte pro räumlicher Kategorie (drei Translationen, drei Rotationen und zwei euklidische Werte), für PM waren es 3341 und für PD 3417. Von diesen Datensätzen wurden jeweils Mittelwert und Standardabweichung, sowie Perzentile berechnet. Die Datensätze wurden mittels Shapiro Wilk Test (p<0,05) auf Normalverteilung geprüft. Anschließend wurde mittels Wilcoxon Rangsummen Test für eine Stichprobe (p<0,05) in jeder räumlichen Kategorie auf statistische Ähnlichkeit zwischen Animationen mit AS bzw. SR und markerbasierten Animationen getestet. Für den Abgleich von AS und SR wurden die Stichproben jeweils mit Mann Whitney U Test (p<0,05) verglichen. Abschließend wurden die korrespondierenden Stichproben aus den ungefilterten und gefilterten Datensätzen mittels Mann Whitney U Test (p<0,05) auf die Signifikanz ihrer Übereinstimmung hin untersucht. Ergebnisse: Der p Wert des Shapiro Wilk Tests aller Datensätze war 0,00, die Daten folgten also keiner Normalverteilung. Animationen aus AS und SR wichen in allen acht räumlichen Kategorien signifikant von der markerbasierten Technik ab. Der Vergleich der Mediane und Mittelwerte zeigte, dass weder AS noch SR in allen räumlichen Kategorien kleinere Abweichungen erreichte, als die jeweils andere Technik. Vielmehr ergab SR für PP und PM häufiger den kleineren Fehler, während AS für PD häufiger den geringeren Fehler erzielte. Der statistische Unterschied zwischen AS und SR war mit wenigen Ausnahmen (Translation: PP in Y ungefiltert; Rotation: PP in Y, PM in Z) signifikant. Der Vergleich gefilterter und ungefilterter Datensätze war mit sechs Ausnahmen (Translation: SR von PP in Y, Z, euklidisch und AS von PD in Y; Rotation: AS von PP und PD in Z) nicht signifikant. Schlussfolgerungen: Die Rekonstruktion der simulierten Fußungsbewegung der Phalangen der distalen Gliedmaße des Pferdes mittels nichtinvasiver biplanarer Hochfrequenz Fluoreszenzkinematographie ist möglich. Beide nichtinvasive Techniken, AS und SR, unterscheiden sich dabei aber signifikant vom Goldstandard. Dennoch sind sie, wo die Anforderungen an die Genauigkeit es zulässt, der markerbasierten, invasiven Technik vorzuziehen. Der Vergleich zwischen SR und AS erbrachte keinen eindeutigen Unterschied in Bezug auf die Genauigkeit für alle drei Phalangen. Wo dies machbar ist, sollte SR für PP und PM und AS für PD verwendet werden. Soll nur eine Technik angewandt werden, ist SR vorzuziehen. Das in der Bewegungsanalyse übliche Filtern der Daten zur Reduktion von Rauschen erbrachte in dieser Studie meist keine signifikante Verbesserung

Effekte eines tutorenbasierten Lernstrategietrainings für Studierende

Um Erstsemester/innen in ihrer Orientierungsphase zu helfen, erhielten sie vor Studienbeginn eine Einführung in Lernstrategien. Diese empirische Studie untersucht, ob ein tutorenbasiertes Lernstrategietraining positive Effekte auf den Lernstrategieeinsatz der Studierenden aufweist. Während eines Trainingscamps wurden sie (n=207) von geschulten Tutorinnen und Tutoren in Lernstrategien trainiert. Ein Teil erhielt das Training mit denselben Lernstrategien über das Semester hinweg. Die Ergebnisse zeigen, dass das Training vor Studienbeginn zu negativen Effekten bezüglich der Entwicklung des Strategieeinsatzes führte. Im Verlauf des Semesters zeigten sich dann für das fortgeführte Strategietraining positive Effekte. 14.02.2014 | Cornelia Gutmann, Marion Geiger & Tina Seufert (Ulm

A scattered landscape: assessment of the evidence base for 71 patient decision aids developed in a hospital setting

Background Recent publications reveal shortcomings in evidence review and summarization methods for patient decision aids. In the large-scale "Share to Care (S2C)" Shared Decision Making (SDM) project at the University Hospital Kiel, Germany, one of 4 SDM interventions was to develop up to 80 decision aids for patients. Best available evidence on the treatments' impact on patient-relevant outcomes was systematically appraised to feed this information into the decision aids. Aims of this paper were to (1) describe how PtDAs are developed and how S2C evidence reviews for each PtDA are conducted, (2) appraise the quality of the best available evidence identified and (3) identify challenges associated with identified evidence. Methods The quality of the identified evidence was assessed based on GRADE quality criteria and categorized into high-, moderate-, low-, very low-quality evidence. Evidence appraisal was conducted across all outcomes assessed in an evidence review and for specific groups of outcomes, namely mortality, morbidity, quality of life, and treatment harms. Challenges in evidence interpretation and summarization resulting from the characteristics of decision aids and the type and quality of evidence are identified and discussed. Conclusions Evidence reviews in this project were carefully conducted and summarized. However, the evidence identified for our decision aids was indeed a "scattered landscape" and often poor quality. Facing a high prevalence of low-quality, non-directly comparative evidence for treatment alternatives doesn't mean it is not necessary to choose an evidence-based approach to inform patients. While there is an urgent need for high quality comparative trials, best available evidence nevertheless has to be appraised and transparently communicated to patients

Making shared decision-making (SDM) a reality: protocol of a large-scale long-term SDM implementation programme at a Northern German University Hospital

Introduction: Shared decision-making (SDM) is not yet widely used when making decisions in German hospitals. Making SDM a reality is a complex task. It involves training healthcare professionals in SDM communication and enabling patients to actively participate in communication, in addition to providing sound, easy to understand information on treatment alternatives in the form of evidence-based patient decision aids (EbPDAs). This project funded by the German Innovation Fund aims at designing, implementing and evaluating a multicomponent, large-scale and integrative SDM programme-called SHARE TO CARE (S2C)-at all clinical departments of a University Hospital Campus in Northern Germany within a 4-year time period. Methods and analysis S2C tackles the aforementioned components of SDM: (1) training physicians in SDM communication, (2) activating and empowering patients, (3) developing EbPDAs in the most common/relevant diseases and (4) training other healthcare professionals in SDM coaching. S2C is designed together with patients and providers. The physicians' training programme entails an online and an in situ training module. The decision coach training is based on a similar but less comprehensive approach. The development of online EbPDAs follows the International Patient Decision Aid Standards and includes written, graphical and video-based information. Validated outcomes of SDM implementation are measured in a preintervention and postintervention evaluation design. Process evaluation accompanies programme implementation. Health economic impact of the intervention is investigated using a propensity-score-matched approach based on potentially preference-sensitive hospital decisions. Ethics and dissemination Ethics committee review approval has been obtained from Medical Ethics Committee of the Medical Faculty of the Christian-Albrechts-University Kiel. Project information and results will be disseminated at conferences, on project-hosted websites at University Hospital Medical Center Schleswig Holstein and by S2C as well as in peer-reviewed and professional journals

Structural and functional relationships in the virulence-associated cathepsin L proteases of the parasitic liver fluke, Fasciola hepatica

The helminth parasite Fasciola hepatica secretes cysteine proteases to facilitate tissue invasion, migration, and development within the mammalian host. The major proteases cathepsin L1 (FheCL1) and cathepsin L2 (FheCL2) were recombinantly produced and biochemically characterized. By using site-directed mutagenesis, we show that residues at position 67 and 205, which lie within the S2 pocket of the active site, are critical in determining the substrate and inhibitor specificity. FheCL1 exhibits a broader specificity and a higher substrate turnover rate compared with FheCL2. However, FheCL2 can efficiently cleave substrates with a Pro in the P2 position and degrade collagen within the triple helices at physiological pH, an activity that among cysteine proteases has only been reported forhuman cathepsin K. The 1.4-Å three-dimensional structure of the FheCL1 was determined by x-ray crystallography, and the three-dimensional structure of FheCL2 was constructed via homology-based modeling. Analysis and comparison of these structures and our biochemical data with those of human cathepsins L and Kprovided an interpretation of the substrate-recognition mechanisms of these major parasite proteases. Furthermore, our studies suggest that a configuration involving residue 67 and the "gatekeeper" residues 157 and 158 situated at the entrance of the active site pocket create a topology that endows FheCL2 with its unusual collagenolytic activity. The emergence of a specialized collagenolytic function in Fasciola likely contributes to the success of this tissue-invasive parasite. © 2008 by The American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc

Valuation Studies? Our Collective Two Cents

This article presents the results of a poll made among the members of the editorial and advisory boards of Valuation Studies. The purpose is to overview the topic that is the remit of the new journal. The poll focused on three questions: 1. Why is the study of valuation topical? 2. What specific issues related to valuation are the most pressing ones to explore? 3. What sites and methods would be interesting for studying valuation? The answers to these questions provided by sixteen board members form the basis of the article. Based on these answers, it identifies a number of themes concerning the study of valuation, elaborating on the rationale for attending to valuation, the conceptual challenges linked to this, and the specific issues and sites that deserve further attention

Optimizing the plasma oxidation of aluminum gate electrodes for ultrathin gate oxides in organic transistors

A critical requirement for the application of organic thin-film transistors (TFTs) in mobile or wearable applications is low-voltage operation, which can be achieved by employing ultrathin, high-capacitance gate dielectrics. One option is a hybrid dielectric composed of a thin film of aluminum oxide and a molecular self-assembled monolayer in which the aluminum oxide is formed by exposure of the surface of the aluminum gate electrode to a radio-frequency-generated oxygen plasma. This work investigates how the properties of such dielectrics are affected by the plasma power and the duration of the plasma exposure. For various combinations of plasma power and duration, the thickness and the capacitance of the dielectrics, the leakage-current density through the dielectrics, and the current–voltage characteristics of organic TFTs in which these dielectrics serve as the gate insulator have been evaluated. The influence of the plasma parameters on the surface properties of the dielectrics, the thin-film morphology of the vacuum-deposited organic-semiconductor films, and the resulting TFT characteristics has also been investigated.Deutsche ForschungsgemeinschaftProjekt DEA

Ezrin enrichment on curved membranes requires a specific conformation or interaction with a curvature-sensitive partner

One challenge in cell biology is to decipher the biophysical mechanisms governing protein enrichment on curved membranes and the resulting membrane deformation. The ERM protein ezrin is abundant and associated with cellular membranes that are flat, positively or negatively curved. Using in vitro and cell biology approaches, we assess mechanisms of ezrin's enrichment on curved membranes. We evidence that wild-type ezrin (ezrinWT) and its phosphomimetic mutant T567D (ezrinTD) do not deform membranes but self-assemble antiparallelly, zipping adjacent membranes. EzrinTD's specific conformation reduces intermolecular interactions, allows binding to actin filaments, which reduces membrane tethering, and promotes ezrin binding to positively-curved membranes. While neither ezrinTD nor ezrinWT senses negative curvature alone, we demonstrate that interacting with curvature-sensing I-BAR-domain proteins facilitates ezrin enrichment in negatively-curved membrane protrusions. Overall, our work demonstrates that ezrin can tether membranes, or be targeted to curved membranes, depending on conformations and interactions with actin and curvature-sensing binding partners.Peer reviewe

Bestimmung der Genauigkeit zweier modellbasierter, dreidimensionaler Animationstechniken zur Bewegungsanalyse der Phalangen des Pferdes mittels nichtinvasiver biplanarer Hochfrequenz Fluoreszenzkinematographie

Einleitung: Lahmheiten ausgehend von der distalen Gliedmaße sind die häufigste Ursache für Leistungsminderung und frühes Ausscheiden von Pferden aus ihrer Nutzung. Genaue Kenntnisse über die Orientierung der Phalangen im Raum und innerhalb der verschiedenen Bewegungsphasen sind von entscheidender Bedeutung für Prävention und Therapie orthopädischer Erkrankungen. Eine neue Möglichkeit der dreidimensionalen Bewegungsanalyse von Knochen ist die biplanare Hochfrequenz-Fluoreszenzkinematographie, die die hoch präzise dreidimensionale Rekonstruktion der Knochen und ihrer Positionsveränderungen in Bewegung erlaubt. Es existiert eine invasive Variante dieser Methode, die markerbasierte Rekonstruktionstechnik. Diese Variante ist validiert und gilt als Goldstandard. Alternativ kann die Rekonstruktion ohne vorherige Markerimplantation, also nichtinvasiv, durch ein softwaregestütztes (Autoscoping (AS)) oder manuelles (Scientific Rotoscoping (SR)) Verfahren erfolgen. Die beiden zuletzt genannten Verfahren sind aufgrund der nicht vorhandenen Invasivität vorzuziehen, da sie den physiologischen Bewegungsablauf des Tieres nicht beeinflussen. Es gibt jedoch keine Angaben zu ihrer Genauigkeit für die Anwendung an der distalen Gliedmaße des Pferdes. Ziele der Untersuchungen: Diese Studie widmete sich daher der Untersuchung der Genauigkeit nichtinvasiver Rekonstruktionsverfahren von hochfrequenz-fluoreszenzkinematographischen Aufnahmen der Phalangen des Pferdes im Vergleich zum Goldstandard. Außerdem war von Interesse, ob das Filtern der Bewegungsdaten einen signifikanten Unterschied erbringt. Material und Methoden: Für die Phalanges proximales (PP), mediae (PM) und distales (PD) von fünf isolierten, distalen Gliedmaßen von Schlachtponys wurde biplanare Hochfrequenz Fluoreszenzkinematographie durchgeführt. Die fünf Beine wurden unter Simulation eines Schrittes jeweils manuell im Aufnahmefenster bewegt. Für die so entstandenen drei Animationen je Bein, jeweils basierend auf der markerbasierten und den beiden nichtinvasiven Techniken (AS, SR), wurden von jeder Phalanx die Bewegungen in sechs Freiheitsgraden (drei Translationen und drei Rotationen) bestimmt. Darüber hinaus wurden die so gewonnenen Koordinaten für alle drei Techniken zusätzlich mit einem low pass Butterworth Filter fünfter Ordnung bei 20 Hz gefiltert. Die nachfolgenden Berechnungen erfolgten analog sowohl für ungefilterte als auch für gefilterte Daten in R (Version 3.2.3, R Foundation for Statistical Computing, Wien, Österreich). Um die Genauigkeit von AS und SR im Vergleich zum Goldstandard zu bestimmen, wurden jeweils die Differenzen zwischen AS bzw. SR und markerbasierter Technik berechnet. So ergaben sich für PP 2859 auswertbare Einzelwerte pro räumlicher Kategorie (drei Translationen, drei Rotationen und zwei euklidische Werte), für PM waren es 3341 und für PD 3417. Von diesen Datensätzen wurden jeweils Mittelwert und Standardabweichung, sowie Perzentile berechnet. Die Datensätze wurden mittels Shapiro Wilk Test (p<0,05) auf Normalverteilung geprüft. Anschließend wurde mittels Wilcoxon Rangsummen Test für eine Stichprobe (p<0,05) in jeder räumlichen Kategorie auf statistische Ähnlichkeit zwischen Animationen mit AS bzw. SR und markerbasierten Animationen getestet. Für den Abgleich von AS und SR wurden die Stichproben jeweils mit Mann Whitney U Test (p<0,05) verglichen. Abschließend wurden die korrespondierenden Stichproben aus den ungefilterten und gefilterten Datensätzen mittels Mann Whitney U Test (p<0,05) auf die Signifikanz ihrer Übereinstimmung hin untersucht. Ergebnisse: Der p Wert des Shapiro Wilk Tests aller Datensätze war 0,00, die Daten folgten also keiner Normalverteilung. Animationen aus AS und SR wichen in allen acht räumlichen Kategorien signifikant von der markerbasierten Technik ab. Der Vergleich der Mediane und Mittelwerte zeigte, dass weder AS noch SR in allen räumlichen Kategorien kleinere Abweichungen erreichte, als die jeweils andere Technik. Vielmehr ergab SR für PP und PM häufiger den kleineren Fehler, während AS für PD häufiger den geringeren Fehler erzielte. Der statistische Unterschied zwischen AS und SR war mit wenigen Ausnahmen (Translation: PP in Y ungefiltert; Rotation: PP in Y, PM in Z) signifikant. Der Vergleich gefilterter und ungefilterter Datensätze war mit sechs Ausnahmen (Translation: SR von PP in Y, Z, euklidisch und AS von PD in Y; Rotation: AS von PP und PD in Z) nicht signifikant. Schlussfolgerungen: Die Rekonstruktion der simulierten Fußungsbewegung der Phalangen der distalen Gliedmaße des Pferdes mittels nichtinvasiver biplanarer Hochfrequenz Fluoreszenzkinematographie ist möglich. Beide nichtinvasive Techniken, AS und SR, unterscheiden sich dabei aber signifikant vom Goldstandard. Dennoch sind sie, wo die Anforderungen an die Genauigkeit es zulässt, der markerbasierten, invasiven Technik vorzuziehen. Der Vergleich zwischen SR und AS erbrachte keinen eindeutigen Unterschied in Bezug auf die Genauigkeit für alle drei Phalangen. Wo dies machbar ist, sollte SR für PP und PM und AS für PD verwendet werden. Soll nur eine Technik angewandt werden, ist SR vorzuziehen. Das in der Bewegungsanalyse übliche Filtern der Daten zur Reduktion von Rauschen erbrachte in dieser Studie meist keine signifikante Verbesserung