Clinical Studies on Epidural and Spinal Postoperative Analgesia : With Special Reference to Continuous Techniques of Administration and Adjuvant Drugs

Continuous epidural analgesia (CEA) and continuous spinal postoperative analgesia (CSPA) provided by a mixture of local anaesthetic and opioid are widely used for postoperative pain relief. E.g., with the introduction of so-called microcatheters, CSPA found its way particularly in orthopaedic surgery. These techniques, however, may be associated with dose-dependent side-effects as hypotension, weakness in the legs, and nausea and vomiting. At times, they may fail to offer sufficient analgesia, e.g., because of a misplaced catheter. The correct position of an epidural catheter might be confirmed by the supposedly easy and reliable epidural stimulation test (EST). The aims of this thesis were to determine a) whether the efficacy, tolerability, and reliability of CEA might be improved by adding the α2-adrenergic agonists adrenaline and clonidine to CEA, and by the repeated use of EST during CEA; and, b) the feasibility of CSPA given through a microcatheter after vascular surgery. Studies I IV were double-blinded, randomized, and controlled trials; Study V was of a diagnostic, prospective nature. Patients underwent arterial bypass surgery of the legs (I, n=50; IV, n=46), total knee arthroplasty (II, n=70; III, n=72), and abdominal surgery or thoracotomy (V, n=30). Postoperative lumbar CEA consisted of regular mixtures of ropivacaine and fentanyl either without or with adrenaline (2 µg/ml (I) and 4 µg/ml (II)) and clonidine (2 µg/ml (III)). CSPA (IV) was given through a microcatheter (28G) and contained either ropivacaine (max. 2 mg/h) or a mixture of ropivacaine (max. 1 mg/h) and morphine (max. 8 µg/h). Epidural catheter tip position (V) was evaluated both by EST at the moment of catheter placement and several times during CEA, and by epidurography as reference diagnostic test. CEA and CSPA were administered for 24 or 48 h. Study parameters included pain scores assessed with a visual analogue scale, requirements of rescue pain medication, vital signs, and side-effects. Adrenaline (I and II) had no beneficial influence as regards the efficacy or tolerability of CEA. The total amounts of epidurally-infused drugs were even increased in the adrenaline group in Study II (p=0.02, RM ANOVA). Clonidine (III) augmented pain relief with lowered amounts of epidurally infused drugs (p=0.01, RM ANOVA) and reduced need for rescue oxycodone given i.m. (p=0.027, MW-U; median difference 3 mg (95% CI 0 7 mg)). Clonidine did not contribute to sedation and its influence on haemodynamics was minimal. CSPA (IV) provided satisfactory pain relief with only limited blockade of the legs (no inter-group differences). EST (V) was often related to technical problems and difficulties of interpretation, e.g., it failed to identify the four patients whose catheters were outside the spinal canal already at the time of catheter placement. As adjuvants to lumbar CEA, clonidine only slightly improved pain relief, while adrenaline did not provide any benefit. The role of EST applied at the time of epidural catheter placement or repeatedly during CEA remains open. The microcatheter CSPA technique appeared effective and reliable, but needs to be compared to routine CEA after peripheral arterial bypass surgery.Luiset nikamat ja nikamakaaret muodostavat selkärangankanavan, jossa sijaitsee selkäydin selkäydinnesteen ja kovakalvopussin ympäröimänä. Kovakalvon kehystämää tilaa kutsutaan spinaalitilaksi. Kovakalvoa ympäröivää, eli kalvon ja luisen selkärangankanavan välistä tilaa, nimitetään epiduraalitilaksi. Jatkuva epiduraalinen analgesia (JEA) on suosittu kivunhoitomenetelmä, jossa epiduraalitilaan annostellaan ohuen letkun (katetri) kautta puudutteen ja opioidin (morfiininkaltainen vahva kipulääke) seosta. Vastaavasti jatkuva spinaalinen analgesia (JSA), eli spinaalitilaan annettu kipulääkitys, on yleistynyt erityisesti ortopediassa kun hyvin ohuet ns. mikrokatetrit tulivat käyttöön. JEA:ssa ja JSA:ssa käytetyt puudutteet ja opioidit aikaansaavat hyvän kivunlievityksen, mutta voivat annoksista riippuen aiheuttaa ohimeneviä sivuvaikutuksia (verenpaineen laskua, jalkojen lihasvoiman alentumista sekä pahoinvointia ja oksentelua). Näitä sivuvaikutuksia oletetaan voitavan vähentää pienentämällä puudutteen ja opioidin annoksia ja lisäämällä lääkeseokseen muita kipuaistimukseen vaikuttavia lääkkeitä kuten alfa2-agonisti-ryhmään kuuluvat adrenaliini ja klonidiini. Toisinaan JEA:n ja JSA:n tuottama kivunlievitys on riittämätöntä, esim. puudutuskatetrin väärän sijainnin vuoksi. Epiduraalikatetrin oikean sijainnin varmistamiseksi on esitetty epiduraalista sähköistä hermostimulaatiotestiä (EST). Väitöskirjan osatöiden I V aineisto koostui kaikkiaan 268 potilaasta, joille tehtiin alaraajojen valtimoleikkaus (I:ssä 50 potilasta (pot.) ja IV:ssa 46 pot.), polven tekonivelleikkaus (II:ssa 70 pot. ja III:ssa 72 pot.), tai suurehko vatsan tai rintakehän alueen leikkaus (V:ssa 30 pot.). Osatöissä I IV potilaat jaettiin tutkimus- tai vertailuryhmään kaksoissokeutetusti ja satunnaistetusti; otoksen asianmukainen laajuus määritettiin voima-analyysilla. Osatyö V oli asetelmaltaan havainnoiva seurantatutkimus, jossa kaikki potilaat hoidettiin saman suunnitelman mukaan. Osatöissä I ja II lisättiin adrenaliinia 2 µg/ml (I) ja 4 µg/ml (II) ristiselän tasolla annosteltuun JEA:aan, jossa peruslääkkeinä olivat ropivakaiini (puudute) ja fentanyyli (opioidi). Adrenaliini ei parantanut JEA:n tehoa eikä vähentänyt sivuvaikutusten esiintyvyyttä, ei edes kaksinkertaisella pitoisuudella osatyössä II. Osatyössä III lisättiin klonidiinia 2 µg/ml ropivakaiini-fentanyyli-seokseen ristiselän tasolla annettavaa JEA:ta varten. Klonidiini vähensi tarvittavien kipulääkkeiden määrää ja paransi samalla jonkin verran kivunlievitystä (vähemmän ns. läpilyönti-kipukohtauksia). Tästä huolimatta tutkimus- ja vertailuryhmän välillä ei ollut eroja JEA:n aiheuttamien sivuvaikutusten suhteen. Johtopäätös oli, että klonidiinin lisääminen saattaa olla hyödyksi, kun rutiininomaisesti JEA:ssa käytetty puudute-opioidi-seos ei saa aikaan riittävää kivunlievitystä. Osatyössä IV annettiin mikrokatetrin (ulkoinen läpimitta 0.37 mm) kautta JSA:ta joko pelkällä ropivakaiinilla (2 mg/h) tai ropivakaiinin (1 mg/h) ja morfiinin (8 µg/h) yhdistelmällä. Menetelmä osoittautui teholtaan ja todetut sivuvaikutukset huomioon ottaen hyvin käyttökelpoiseksi. Jalkojen ei-toivottu lihasvoiman alentuminen oli vähäistä (ei eroja matalan ja korkean ropivakaiiniannoksen välillä). JSA:n suora vertaaminen nykyisin alaraajojen valtimokirurgiassa tavallisemmin käytettyyn JEA-tekniikkaan jää kuitenkin vielä jatkotutkimuksin selvitettäväksi. Osatyössä V arvioitiin EST:n mahdollisesti tuomaa lisävarmuutta epiduraalikatetrin oikean sijainnin varmistamisessa sekä katetrin laiton yhteydessä että myöhemmin toistetusti JEA:n aikana. Katetrin todellinen sijainti varmistettiin epiduraalitilan röntgen-varjoainekuvauksella. EST:n suoritus oli ajoittain työlästä ja siihen liittyi erilaisia tulkintaongelmia. Esim. niistä neljästä tapauksesta, joissa katetri oli joutunut epiduraalitilan ulkopuolelle jo sen laittohetkellä, EST ei auttanut tunnistamaan yhtään. Havaitut ongelmat olivat yllättäviä, koska alkuperäistutkimuksessa EST:ta oli luonnehdittu helpoksi ja luotettavaksi. Testin mahdollinen hyöty kivunhoidon laadun turvaamisessa JEA:n aikana on osatyön V jälkeen edelleenkin epävarma

A tip-based source of femtosecond electron pulses at 30keV

We present a nano-scale photoelectron source, optimized towards ultrashort pulse durations and well-suited for time-resolved diffraction experiments. A tungsten tip, mounted in a suppressor-extractor electrode configuration, allows the generation of 30 keV electron pulses with an estimated pulse duration of 37 fs at the gun exit. We infer the pulse duration from particle tracking simulations, which are in excellent agreement with experimental measurements of the electron-optical properties of the source. We furthermore demonstrate femtosecond laser-triggered operation. Besides the short electron pulse duration, a tip-based source is expected to feature a large transverse coherence as well as a nanometric emittance.Comment: 4 pages, 3 figure

Laser-induced thermal acoustics : simultaneous velocimetry and thermometry for the study of compressible flows

Air-breathing propulsion concepts, such as scramjets, provide a promising alternative to conventional systems for a faster and economically as well as ecologically more efficient transportation of passengers and cargo to any destination on the globe. Furthermore, scramjets are an important supplement to existing rocket-based systems to increase the payload and reduce operational costs of space transportation systems. The development of a scramjet engine is, however, challenging and involves the knowledge of many disciplines. One of the most critical problems is a stable and reliable combustion. The flows relevant to this thesis are therefore characterized by high speeds, high temperatures and chemical reactions. Obtaining quantitative data of such a flow field, sufficiently resolved in time and space, is a difficult task for any measurement technique. However, the continuous study of the occurring flow phenomena as well as the requirement to validate advanced numerical simulations demand the development of new diagnostic methods to provide more sophisticated experimental data sets. The focus of this thesis is the development, evaluation and application of Laser-Induced Thermal Acoustics (LITA) as a promising diagnostic tool for the study of compressible flows. LITA allows non-intrusive and remote measurements of speed of sound, flow velocity, Mach number and temperature – resolved both spatially and temporally. A thorough validation of the setup was conducted for reference cases at flow conditions comparable to the intended application verifying that very accurate and detailed data sets can be obtained with LITA. Three different applications are investigated in this thesis. In the first case, time-resolved speed of sound, flow velocity and Mach number measurements were conducted in a hydrogen/air free jet flame. Flow profiles were obtained at different axial positions showing the evolution of the combustion zone. The second application is dedicated to the flow field inside scramjet combustor models. Detailed experimental data sets were provided for the validation of complementary CFD simulations. In addition, a precise reconstruction of the flow field and the shock system resulting from a jet injected into the supersonic cross flow was possible. These results motivated to use LITA in a shock tube facility. Measurements were successfully conducted behind the incident and reflected shock wave proving the technique’s potential for shock-heated flows

ZuS - Zukunftsstrategie Lehrer*innenbildung Köln (Teilprojekt Qualitätssicherung). Skalendokumentation zum Fragebogen des hochschulweiten Bildungsmonitorings, Messzeitpunkt 1, Teil A.

Die vorliegende Dokumentation ist Teil eines Bildungsmonitorings, das im Rahmen des an der Universität zu Köln durchgeführten Projekts „Zukunftsstrategie Lehrer*innenbildung Köln – Heterogenität und Inklusion gestalten“ (ZuS) im Teilprojekt Qualitätssicherung (QS) während des Sommersemesters 2016 durchgeführt wurde. Das Bildungsmonitoring soll auf einer Makroebene Einblick geben in Prozesse des Kompetenzerwerbs während des Lehramtsstudiums und dazu beitragen, Merkmale der Ausbildung zu erkennen, die dabei von Bedeutung sind. Drei wesentliche Maßnahmen werden im Bildungsmonitoring ergriffen: Die Erfassung der Kompetenzentwicklung von Lehramtsstudierenden, die angebotenen und genutzten Lerngelegenheiten als Bedingungen der Kompetenzentwicklung und die Prüfung des Einflusses der Lerngelegenheiten auf die Kompetenzentwicklung. Verwendet wird ein Mehr-Kohorten-Längsschnitt-Design. Primäre Zielgruppe sind Bachelor- und Masterstudierende, die sich im Sommersemester 2016 im zweiten Fachsemester befanden. Geplant ist, diese beiden Kohorten über die kommenden zwei Jahren (2017, 2018) wissenschaftlich zu begleiten, um während der Projektlaufzeit ein umfassendes Bild über den Kompetenzerwerb während der gesamten Lehramtsausbildung an der Universität zu Köln zu erhalten. Die hier abgebildete Skalendokumentation umfasst den allgemeinen Teil des Bildungsmonitorings 2016. Sie informiert über die verwendeten Variablen, Items und Skalen, die bei der Befragung der Studierenden eingesetzt wurden. Zusätzlich werden technische Variablen berichtet, die bei der Datenerhebung und -aufbereitung relevant waren

Hammasvauriot anestesian ja elvytyksen yhteydessä : Potilasvakuutuskeskuksen aineiston analyysi

VertaisarvioituLähtökohdat Hammasvaurio on yleinen anestesiaan, intubaatioon ja elvytykseen liittyvä haittatapahtuma. Menetelmät Analyysi perustuu Potilasvakuutuskeskuksessa v. 2000–13 loppuun käsiteltyihin vahinkoilmoituksiin. Tulokset Hammasvaurioita anestesian ja intubaation yhteydessä koski 137 vahinkoilmoitusta. Potilaille oli tehty leikkaus (83 %), intubaatio hätätilanteessa (7 %) tai muu toimenpide (mm. kardioversio). Tapauksista 66 % liittyi laryngoskopiaan ja intubaatioon ja vajaa 20 % nielutuubin tai kurkunpäänaamarin käyttöön.Vaikea intubaatio oli riskitekijä. Terve hammas vaurioitui 7 %:ssa. Vaurio korvattiin neljälle potilaalle (2,9 %). Päätelmät Hammasvahingolle altistavat heikentynyt hampaisto ja intubaatio. Oikeusturvan takia on tärkeää kirjata hammasstatus etukäteen. Potilasvakuutuskeskus korvaa anestesian aikaisen hammasvaurion harvoin. Nopea hoito voi pelastaa vaurioituneen hampaan.Peer reviewe

What can we learn from comparing glacio-hydrological models?

Glacio-hydrological models combine both glacier and catchment hydrology modeling and are used to assess the hydrological response of high-mountain glacierized catchments to climate change. To capture the uncertainties from these model combinations, it is essential to compare the outcomes of several model entities forced with the same climate projections. For the first time, we compare the results of two completely independent glacio-hydrological models: (i) HQsim-GEM and (ii) AMUNDSEN. In contrast to prevailing studies, we use distinct glacier models and glacier initialization times. At first glance, the results achieved for future glacier states and hydrological characteristics in the Rofenache catchment in ötztal Alps (Austria) appear to be similar and consistent, but a closer look reveals clear differences. What can be learned from this study is that low-complexity models can achieve higher accuracy in the calibration period. This is advantageous especially when data availability is weak, and priority is given to efficient computation time. Furthermore, the time and method of glacier initialization play an important role due to different data requirements. In essence, it is not possible to make conclusions about the model performance outside of the calibration period or more specifically in the future. Hence, similar to climate modeling, we suggest considering different modeling approaches when assessing future catchment discharge or glacier evolution. Especially when transferring the results to stakeholders, it is vital to transparently communicate the bandwidth of future states that come with all model results. © 2020 by the authors

Origin of the butterfly magnetoresistance in a Dirac nodal-line system

We report a study on the magnetotransport properties and on the Fermi surfaces (FS) of the ZrSi(Se,Te) semimetals. Density Functional Theory (DFT) calculations, in absence of spin orbit coupling (SOC), reveal that both the Se and the Te compounds display Dirac nodal lines (DNL) close to the Fermi level $\varepsilon_F$ at symmorphic and non-symmorphic positions, respectively. We find that the geometry of their FSs agrees well with DFT predictions. ZrSiSe displays low residual resistivities, pronounced magnetoresistivity, high carrier mobilities, and a butterfly-like angle-dependent magnetoresistivity (AMR), although its DNL is not protected against gap opening. As in Cd$_3$As$_2$, its transport lifetime is found to be 10$^2$ to 10$^3$ times larger than its quantum one. ZrSiTe, which possesses a protected DNL, displays conventional transport properties. Our evaluation indicates that both compounds most likely are topologically trivial. Nearly angle-independent effective masses with strong angle dependent quantum lifetimes lead to the butterfly AMR in ZrSiSe