Laryngoscopic Image Stitching for View Enhancement and Documentation - First Experiences

One known problem within laryngoscopy is the spatially limited view onto the hypopharynx and the larynx through the endoscope. To examine the complete larynx and hypopharynx, the laryngoscope can be rotated about its main axis, and hence the physician obtains a complete view. If such examinations are captured using endoscopic video, the examination can be reviewed in detail at a later time. Nevertheless, in order to document the examination with a single representative image, a panorama image can be computed for archiving and enhanced documentation. Twenty patients with various clinical findings were examined with a 70 rigid laryngoscope, and the video sequences were digitally stored. The image sequence for each patient was then post-processed using an image stitching tool based on SIFT features, the RANSAC approach and blending. As a result, endoscopic panorama images of the larynx and pharynx were obtained for each video sequence. The proposed approach of image stitching for laryngoscopic video sequences offers a new tool for enhanced visual examination and documentation of morphologic characteristics of the larynx and the hypopharynx

Feshbach Resonances and Periodic Potentials in Ultracold Bose-Fermi Mixtures

In der vorliegenden Arbeit werden die Möglichkeiten, stark korrelierte Quantensysteme anhand der Bose-Fermi Mischung von Natrium und Lithium experimentell umzusetzen, untersucht. Zu diesem Zweck wurden die intraspezies Wechselwirkung von Natrium sowie die interspezies Wechselwirkung zwischen Natrium und Lithium erforscht. Durch eine quantitative Analyse des Natrium Feshbach Resonanz Spektrums konnten wir dessen Wechselwirkungseigenschaften präzise bestimmen und insbesondere die Genauigkeit der Energie des letzten gebundenen Zustands um einen Faktor 50 erhöhen. Zur Untersuchung der interspezies Wechselwirkungseigenschaften haben wir einen allgemeingültigen Ansatz entwickelt, dessen Anwendbarkeit wir anhand der Natrium-Lithium Mischung zeigen konnten: Vorzeichen und Größe der Streulänge wurden bestimmt und dieser Wert verwendet, um die Energie des letzten gebundenen Zustands zu bestimmen, was als Ausgangspunkt für die Erklärung des gemessenen Feshbach Spektrums diente. Im Spezialfall Natrium-Lithium konnten wir 23 der 26 beobachteten Resonanzen als d-Wellen einordnen. Dieses unerwartete Ergebnis wurde durch eine Coupled-Channels Rechnung bestätigt, deren Resultate für die Wechselwirkungseigenschaften auch mit den unabhängig experimentell ermittelten Größen übereinstimmen. Als ergänzende Herangehensweise, um stark korrelierte Systeme zu untersuchen, haben wir unseren experimentellen Aufbau durch ein optisches Gitter ergänzt. Wir konnten Methoden, um die Bandbesetzung zu bestimmen und kohärent zu manipulieren, demonstrieren und den interspezies Energieübertrag auf verschiedene Weisen untersuchen. Die Gitterfrequenz wurde mit besonderem Augenmerk auf die erreichbare Genauigkeit bestimmt. Der ermittelte Wert in Kombination mit den Ergebnissen der Wechselwirkungsanalyse zeigt, dass Fröhlich Polaronen in der ultrakalten Bose-Fermi Mischung von Natrium und Lithium erfolgreich über den Anstieg in effektiver Masse detektiert werden könnten

Dreidimensionale Charakterisierung von beta-nukleirten Polypropylen-Rohren mit Bildgebungsverfahren

In dieser Arbeit wurden extrudierte Rohre aus Polypropylen hinsichtlich der morphologischen Parameter Kristallinitätsgrad, Polymorphismus und Orientierung ortsaufgelöst charakterisiert. Darüber hinaus wurde für statistische Copolymere des Polypropylen (PP-R) eine eingehende Additivbestimmung durchgeführt. Ziel war die Weiterentwicklung der Infrarotmikroskopie (µFTIR) zur Quantifizierung von orientierten Additiven mit anisotropem Aspektverhältnis sowie des Kristallinitäts- und Orientierungsgrads der Polymerketten. Anschließend wurden diese Methoden eingesetzt, um den oxidativen Abbau des Polymers und der stabilisierenden Antioxidantien sowie begleitende morphologische Veränderungen aufzuklären. An kommerziellen Polypropylen-Rohren wurde im IR-Spektrum eine polymorphenabhängige Absorption der Kristallinitätsbanden beobachtet. Empirisch konnte ein Zusammenhang zwischen dem mittels DSC bestimmten Kristallinitätsgrad und der spektralen Kristallinität ermittelt werden. Um aus den µFTIR-Messungen die Orientierung der Polymerketten zu bestimmen, wurde erstmals eine auf theoretischer Basis abgeleitete Methode eingesetzt. Die Untersuchung mittels µFTIR zeigte für orientierte Komponenten (Additive und Polymerketten) in den Rohrmustern eine von der Betrachtungsrichtung abhängige Absorption der IR-Strahlung (Dichroismus). Grund dafür ist eine systembedingte Polarisierung der IR-Strahlung, die eine Bestimmung des Kristallinitätsgrads und eine Quantifizierung von orientierten Additiven unmöglich machen. Mit Hilfe linear polarisierter IR-Strahlung und zwei zueinander orthogonalen Mikrotomschnitten konnte ein Summenparameter definiert werden, der proportional zur Anzahl an Dipolen in einem definierten Volumen ist. Die Verteilung der Additive in der Wandung konnte anhand ausgewählter IR-Banden unter Verwendung des Summenparameters und einer an Standards erstellten Kalibrationskurve bestimmt werden. Darüber hinaus konnte mit diesem Ansatz die Orientierung der Additive ortsaufgelöst quantifiziert werden. Die über die Rohrwandung gemittelten Gehalte wurden durch Extraktion und an-schließende chromatographische Trennung sowie mittels 1H NMR-Spektroskopie als Referenzmethoden bestätigt. Mit Hilfe des Summenparameters wurde darüber hinaus eine neue Methode erarbeitet, die erstmals eine von der Orientierung unabhängige Bestimmung des Kristallinitätsgrads ermöglicht. Anhand von polarisationsmikroskopischen Aufnahmen und Orientierungsmessungen konnte für unnukleierte PP-R-Rohre ein erheblicher Einfluss der Extrusionsgeschwindigkeit auf die Sphärolith- und Kettenorientierung bestimmt werden. So wurde sowohl an der Wandungsinnen- als auch der Außenseite bei erhöhter Extrusionsgeschwindigkeit eine verstärkte Orientierung der Polymer-ketten ermittelt. Zusätzlich wurde an der Wandungsinnenseite eine scherungsbedingte säulenartige Sphärolithstruktur beobachtet. Die nukleierten Rohre zeigten dagegen keinen messbaren Einfluss der Extrusionsgeschwindigkeit auf die Morphologie. Während der Alterung im Zeitstand-Innendruckversuch bei 70 und 110 °C wurden Rohrproben nach definierten Zeitabständen bezüglich des thermo-oxidativen Abbaus untersucht. Bei 70 °C wurden auch nach 10000 Stunden mittels µFTIR noch geringe Mengen an Stabilisator in der Rohrwandung detektiert und keine Abbauprodukte des Polymers festgestellt. Eine Erhöhung der Prüftemperatur auf 110 °C bewirkte neben einer beschleunigten Extraktion der Additive auch eine vermehrte Bildung von Abbauprodukten

Massenspektrometrische Identifikation neuer Interaktionspartner des IL-1/TLR Signaltransduktionsweges

Als neues wichtiges regulatorisches Protein in der TLR-Signaltransduktion wurde 14-3-3 im Komplex mit TLR2 und MyD88 in unabhängigen Experimenten nachgewiesen und dessen Funktion aufgeklärt. So hat sich gezeigt, dass 14-3-3 theta die TLR2-aktivierte NF-kappaB-Aktivität hemmt, allerdings unter TLR4-Stimulation erhöht. Der Einfluss von 14-3-3 wird durch den unterschiedlich positiven bzw. negativen Effekt auf die Sekretion der Zytokine und Chemokine TNF-alpha, IL-6, IP-10, RANTES und IL-8 deutlich

Optimization approach for the combined planning and control of an agile assembly system for electric vehicles

For some years now, the automotive industry has been challenged by growing market dynamics, shorter product lifecycles and customers' increasing demands for individualization. In order to cope with this development, the automotive assembly needs to adapt quickly to changing demands with a low level of investment in the future. Under the current circumstances, the traditional line assembly for high volume production is reaching its limits in terms of adaptability and scalability. A promising solution to address the current challenges is the concept of the agile assembly. The concept of agile assembly breaks up the rigid linkage of assembly stations and, thus, enables full flexibility in the sequence of assembly operations only limited by the precedence graph. Therefore, the routing of electric vehicles in the agile assembly is based on the availability of resources such as assembly stations and automated guided vehicles that handle the material supply. Further, by transferring the transport function to the vehicle itself, investments for convey or systems are eliminated. This research work presents an optimization approach for the machine scheduling and transportation planning, which derives instructions for electric vehicles, assembly stations as well as automated guided vehicles. For each electric vehicle, an optimized route is calculated, taking into account product-specific precedence graphs and minimizing the overall makespan. In addition, the machine scheduling and transportation planning is integrated into a combined planning and control concept which covers the allocation of resources and the assignment of capabilities of the entire assembly system. The approach is implemented and applied to a practical case of a compact electric vehicle. Thus, the work contributes to the evaluation of agile assembly systems in automotive production

Creating sustainable meals supported by the NAHGAST online tool : approach and effects on GHG emissions and use of natural resources

Every diet has an impact on an individual’s health status, the environment, as well as on social concerns. A growing number of meals are consumed in the out-of-home catering sector, in which a systematic sustainability assessment is not part of common practice. In order to close this gap, an instrument was developed as part of the NAHGAST project. After more than one year of using the NAHGAST online tool, it needs to be assessed what positive environmental influences can be realized by using the tool. For this reason, this article deals with the question of whether an online tool can enable stakeholders from the out-of-home consumption sector to revise their meals with regard to aspects of a sustainable diet. In addition, it will be answered how precise recipe revisions of the most popular lunchtime meals influence the material footprint as well as the carbon footprint. In conclusion, an online tool can illustrate individual sustainability paths for stakeholders in the out-of-home consumption sector and enables an independent recipe revision for already existing meals. The results show that even slight changes in recipes could lead to savings of up to a third in carbon footprint as well as in material footprint. In relation to the out-of-home consumption sector, this results in the potential for substantial multiplication effects that will pave the way for the dissemination of sustainable nutrition

Disentangled Latent Speech Representation for Automatic Pathological Intelligibility Assessment

Speech intelligibility assessment plays an important role in the therapy of patients suffering from pathological speech disorders. Automatic and objective measures are desirable to assist therapists in their traditionally subjective and labor-intensive assessments. In this work, we investigate a novel approach for obtaining such a measure using the divergence in disentangled latent speech representations of a parallel utterance pair, obtained from a healthy reference and a pathological speaker. Experiments on an English database of Cerebral Palsy patients, using all available utterances per speaker, show high and significant correlation values (R = -0.9) with subjective intelligibility measures, while having only minimal deviation (+-0.01) across four different reference speaker pairs. We also demonstrate the robustness of the proposed method (R = -0.89 deviating +-0.02 over 1000 iterations) by considering a significantly smaller amount of utterances per speaker. Our results are among the first to show that disentangled speech representations can be used for automatic pathological speech intelligibility assessment, resulting in a reference speaker pair invariant method, applicable in scenarios with only few utterances available.Comment: Submitted to INTERSPEECH202

Studying the phase diagram of the three-flavor Schwinger model in the presence of a chemical potential with measurement- and gate-based quantum computing

We propose an ansatz quantum circuit for the variational quantum eigensolver (VQE), suitable for exploring the phase structure of the multi-flavor Schwinger model in the presence of a chemical potential. Our ansatz is capable of incorporating relevant model symmetries via constrains on the parameters, and can be implemented on circuit-based as well as measurement-based quantum devices. We show via classical simulation of the VQE that our ansatz is able to capture the phase structure of the model, and can approximate the ground state to a high level of accuracy. Moreover, we perform proof-of-principle simulations on superconducting, gate-based quantum hardware. Our results show that our approach is suitable for current gate-based quantum devices, and can be readily implemented on measurement-based quantum devices once available

Influence of Spatially Distributed Out-of-Plane CFRP Fiber Waviness on the Estimation of Knock-Down Factors Based on Stochastic Numerical Analysis

The presence of waviness defects in CFRP materials due to fiber undulation affects the structural performance of composite structures. Hence, without a reliable assessment of the resulting material properties, the full weight-saving potential cannot be exploited. Within the paper, a probabilistic numerical approach for improved estimation of material properties based on spatially distributed fiber waviness is presented. It makes use of a homogenization approach to derive viable knock-down factors for the different plies on the laminate level for reference material and is demonstrated for a representative tension loadcase. For the stochastic analysis, a random field is selected which describes the complex inner geometry of the plies in the laminate model and is numerically discretized by the Karhunen–Loeve expansion methods to fit into an FE model for the strength analysis. Conducted analysis studies reveal a substantial influence of randomly distributed waviness defects on the derived knock-down factors. Based on a topological analysis of the waviness fields, the reduction of the material properties was found to be weakly negatively correlated related to simple geometrical properties such as maximum amplitudes of the waviness field, which justifies the need for further subsequent sensitivity studies