Carving Out Our Past: Photogrammetry for the Study and Preservation of Cleveland\u27s 20th Century Inscribed Graffiti

Pilot research project for photogrammetry in the field with regard to cultural heritage preservation. Created for Research ShowCASE, Case Western Reserve University 2019

Effects of daytime food intake on memory consolidation during sleep or sleep deprivation.

Sleep enhances memory consolidation. Bearing in mind that food intake produces many metabolic signals that can influence memory processing in humans (e.g., insulin), the present study addressed the question as to whether the enhancing effect of sleep on memory consolidation is affected by the amount of energy consumed during the preceding daytime. Compared to sleep, nocturnal wakefulness has been shown to impair memory consolidation in humans. Thus, a second question was to examine whether the impaired memory consolidation associated with sleep deprivation (SD) could be compensated by increased daytime energy consumption. To these aims, 14 healthy normal-weight men learned a finger tapping sequence (procedural memory) and a list of semantically associated word pairs (declarative memory). After the learning period, standardized meals were administered, equaling either ∼50% or ∼150% of the estimated daily energy expenditure. In the morning, after sleep or wakefulness, memory consolidation was tested. Plasma glucose was measured both before learning and retrieval. Polysomnographic sleep recordings were performed by electroencephalography (EEG). Independent of energy intake, subjects recalled significantly more word pairs after sleep than they did after SD. When subjects stayed awake and received an energy oversupply, the number of correctly recalled finger sequences was equal to those seen after sleep. Plasma glucose did not differ among conditions, and sleep time in the sleep conditions was not influenced by the energy intake interventions. These data indicate that the daytime energy intake level affects neither sleep's capacity to boost the consolidation of declarative and procedural memories, nor sleep's quality. However, high energy intake was followed by an improved procedural but not declarative memory consolidation under conditions of SD. This suggests that the formation of procedural memory is not only triggered by sleep but is also sensitive to the fluctuations in the energy state of the body

Polygraphische Evaluation des kurzfristigen Effekts der myofunktionellen Therapie bei Kindern mit Down Syndrom

Die obstruktive Schlafapnoe (OSA) ist ein Krankheitsbild mit hoher Prävalenz bei Kindern mit Down Syndrom (DS). Therapie der Wahl ist die Adenotomie (AT) oder Adenotonsillektomie zur Erweiterung der oberen Atemwege. Dabei konnte gezeigt werden, dass eine AT gerade bei Kindern mit DS schlechtere Erfolgsquoten hat und die OSA häufig persistiert. Auch die Anwendung eines CPAP-Gerätes (Continuous Positive Airway Pressure) gehört zu den etablierten Behandlungsformen. Durch die oftmals eingeschränkte Compliance bei Kindern mit DS stellt diese jedoch ebenfalls keinen optimalen Therapieansatz für dieses Patientenkollektiv dar. Eine weitere Behandlungsform ist die myofunktionelle Therapie (MT). Die Effektivität einer MT in der Behandlung der OSA konnte bereits in einigen Studien bestätigt werden, jedoch gibt es kaum Studien zu Kindern mit angeborenen Entwicklungsstörungen, wie zum Beispiel dem Down Syndrom. In diesem Patientenkollektiv lässt sich die Ursache der OSA oftmals auf die neurofunktionellen Veränderungen des Oropharyngealraumes und die syndrombedingte orofaziale Hypotonie zurückführen. Die MT basiert auf komplexen, stimulierenden Körperübungen, die unter anderem den Muskeltonus des Oropharyngealraums stärken, sodass funktionelle Defizite in diesem Bereich ausgeglichen werden. Somit erscheint die Anwendung einer MT als ein vielversprechender Ansatzpunkt für eine langfristige Verbesserung der OSA bei Kindern mit DS. Ziel der vorliegenden Studie war es, die Wirksamkeit der MT bei Kindern mit Down Syndrom mittels polygraphischer Messungen (PG) zu objektivieren und einen kurzfristigen Effekt zu untersuchen. Hierfür wurde eine prospektive Studie mit 45 Probanden durchgeführt, die eine PG direkt vor und nach einer intensivierten MT über eine Woche erhielten. Bei 18 Probanden lagen zwei auswertbare Messungen vor, sodass diese in die Auswertung der Studie einfließen konnten. Die Auswertung der PG als Vorher-/Nachhervergleich mit den primären Zielparametern Index der gemischten und obstruktiven Apnoen und Hypopnoen (MOAHI), Entsättigungen um ≥3% (DI3) bzw. auf <90% (DI90) pro Stunde Schlaf erfolgte verblindet durch Mitarbeiter des Kinderschlaflabors des Universitätsklinikums Tübingen.  In der Studie konnte nur der Desaturationsindex 90 (DI90), eine statistisch signifikante, klinisch jedoch nicht relevante Reduktion von 0,78/h auf 0,22/h (p = 0,04) zeigen. Sowohl der MOAHI als auch der DI3 zeigten im Vergleich keinen signifikanten Unterschied. Die sekundären Zielparameter bestanden aus der minimalen Sauerstoffsättigung (SpO2) und der Untersuchung des MOAHI und des DI3 in Rückenlage (RL) und Nicht-Rückenlage (NRL). Hier ließ sich eine Tendenz zur Verbesserung der OSA Symptomatik erkennen, ohne jedoch das Signifikanzniveau zu erreichen. Die vorliegende Studie konnten im Gegensatz zu bisherigen Studien einen relevanten Effekt für die Probanden durch eine intensive myofunktionelle Therapiewoche somit nicht bestätigen. Als wichtigste Ursache für das Abweichen der Ergebnisse der vorliegenden Studie muss die kurze Zeitspanne der myofunktionellen Behandlung und der geringe Zeitabstand der polygraphischen Messungen in Betracht gezogen werden. Ein eventueller langfristiger Effekt konnte somit nicht erfasst werden. Die Ausfallquote von 57% der Probanden, bedingt durch eine ungenügende Qualität der Messungen, demonstriert zudem, dass die ambulante Polygraphie als Untersuchungsmethode für dieses Probandenkollektiv mit einigen Schwierigkeiten verbunden war. Weitere Limitationen der Studie entstanden durch den Verzicht auf EEG-Ableitungen und Videoüberwachung sowie durch technische Probleme. Ebenso erfolgten keine Erkenntnisse dazu, inwiefern die Dauer der MT, die Art ihrer Anwendung und vorherige Therapiemaßnahmen eine Rolle in der Effektivität der MT spielen. So konnte in den bisherigen Studien gezeigt werden, dass die MT insbesondere in Kombination mit einer vorher stattgefundenen AT zur Beseitigung struktureller Missverhältnisse wirksam ist. Abschließend bleibt festzuhalten, dass die MT als zusätzliche Therapieoption bei Kindern mit DS dennoch frühzeitig angewendet werden sollte, da andere Autoren positive Effekte bereits nachweisen konnten und sie Vorteile gegenüber anderen Therapieformen für OSA mit sich bringt, wie geringe Invasivität und geringe Nebenwirkungen. Ein positiver Effekt einer alleinigen MT bei Kindern mit Down-Syndrom, wie in der vorliegenden Studie, konnte bisher jedoch nicht gezeigt werden

Sideband pump-probe technique resolves nonlinear modulation response of PbS/CdS quantum dots on a silicon nitride waveguide

For possible applications of colloidal nanocrystals in optoelectronics and nanophotonics, it is of high interest to study their response at low excitation intensity with high repetition rates, as switching energies in the pJ/bit to sub-pJ/bit range are targeted. We develop a sensitive pump-probe method to study the carrier dynamics in colloidal PbS/CdS quantum dots deposited on a silicon nitride waveguide after excitation by laser pulses with an average energy of few pJ/pulse. We combine an amplitude modulation of the pump pulse with phase-sensitive heterodyne detection. This approach permits to use co-linearly propagating co-polarized pulses. The method allows resolving transmission changes of the order of 10(-5) and phase changes of arcseconds. We find a modulation on a sub-nanosecond time scale caused by Auger processes and biexciton decay in the quantum dots. With ground state lifetimes exceeding 1 mu s, these processes become important for possible realizations of opto-electronic switching and modulation based on colloidal quantum dots emitting in the telecommunication wavelength regime

Strong amplitude-phase coupling in submonolayer quantum dots

This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. This article appeared in Appl. Phys. Lett. 109, 201102 (2016) and may be found at https://doi.org/10.1063/1.4967833.Submonolayer quantum dots promise to combine the beneficial features of zero- and two-dimensional carrier confinement. To explore their potential with respect to all-optical signal processing, we investigate the amplitude-phase coupling (α-parameter) in semiconductor optical amplifiers based on InAs/GaAs submonolayer quantum dots in ultrafast pump-probe experiments. Lateral coupling provides an efficient carrier reservoir and gives rise to a large α-parameter. Combined with a high modal gain and an ultrafast gain recovery, this makes the submonolayer quantum dots an attractive gain medium for nonlinear optical signal processing

Coronary calcium score scans for attenuation correction of quantitative PET/CT 13N-ammonia myocardial perfusion imaging

Purpose: The aim of this study was to evaluate whether ECG-triggered coronary calcium scoring (CCS) scans can be used for attenuation correction (AC) to quantify myocardial blood flow (MBF) and coronary flow reserve (CFR) assessed by PET/CT with 13N-ammonia. Methods: Thirty-five consecutive patients underwent a 13N-ammonia PET/CT scan at rest and during standard adenosine stress. MBF values were calculated using AC maps obtained from the ECG-triggered CCS scan during inspiration and validated against MBF values calculated using standard non-gated transmission scans for AC. CFR was calculated as the ratio of hyperaemic over resting MBF. In all 35 consecutive patients intraobserver variability was assessed by blinded repeat analysis for both AC methods. Results: There was an excellent correlation between CT AC and CCS for global MBF values at rest (n = 35, r = 0.94, p < 0.001) and during stress (n = 35, r = 0.97, p < 0.001) with narrow Bland-Altman (BA) limits of agreement (−0.21 to 0.10ml/min per g and −0.41 to 0.30ml/min per g) as well as for global CFR (n = 35, r = 0.96, p < 0.001, BA −0.27 to 0.34). The excellent correlation was preserved on the segmental MBF analysis for both rest and stress (n = 1190, r = 0.93, p < 0.001, BA −0.60 to 0.50) and for CFR (n = 595, r = 0.87, p < 0.001, BA −0.71 to 0.74). In addition, reproducibility proved excellent for global CFR by CT AC (n = 35, r = 0.91, p < 0.001, BA −0.42-0.58) and CCS scans (n = 35, r = 0.94, p < 0.001, BA −0.34-0.45). Conclusion: Use of attenuation maps from CCS scans allows accurate quantitative MBF and CFR assessment with 13N-ammonia PET/C

Body physique and heart rate variability determine the occurrence of stair-step artefacts in 64-slice CT coronary angiography with prospective ECG-triggering

The purpose of this study was to describe and characterize the frequency and extent of stair-step artefacts in computed tomography coronary angiography (CTCA) with prospective electrocardiogram (ECG)-triggering and to identify their determinants. One hundred and forty three consecutive patients (55 women, mean age 57 ± 13years) underwent 64-slice CTCA using prospective ECG-triggering. Occurrence of stair-step artefacts in CTCA of the thoracic wall and the coronary arteries was determined and maximum offset was measured. If stair-step artefacts occurred in both cases, a difference between thoracic wall and coronary artery offset of 0.6mm or greater was attributed to additional motion of the heart. Mean effective radiation dose was 2.1 ± 0.7mSv (range 1.0-3.5mSv). Eighty-nine patients (62%) had stair-step artefacts in CTCA of the coronary arteries (mean offset of 1.7 ± 1.1mm), while only 77 patients had thoracic wall stair-step artefacts (mean offset of 1.0 ± 0.3mm; significantly different, P < 0.001). Stair-step artefacts in CTCA of the thoracic wall were determined by BMI and weight (P < 0.01), while artefacts in CTCA of the coronary arteries were associated with heart rate variability (P < 0.05). Stair-step artefacts in CTCA with prospective ECG-triggering are determined by (a) motion of the entire patient during table travel, particularly in large patients and (b) by motion of the heart, particularly when heart rates are variabl