On Chip Optical Modulator using Epsilon-Near-Zero Hybrid Plasmonic Platform

In this work, we propose a micro-scale modulator architecture with compact size, low insertion loss, high extinction ratio, and low energy/bit while being compatible with the silicon-on-insulator (SOI) platform. This is achieved through the utilization of epsilon-near-zero (ENZ) effect of indium-tin-oxide (ITO) to maximize the attainable change in the effective index of the optical mode. It also exploits the ITO layer in a hybrid plasmonic ring resonator which further intensifies the effect of the changes in both the real and imaginary parts of the effective index. By electrically inducing carriers in the indium tin oxide (ITO), to reach the ENZ state, the resonance condition shifts, and the losses of the hybrid plasmonic ring resonator increases significantly. This mechanism is optimized to maximize the extinction ratio and minimize the insertion loss. The proposed structure is designed to maximize the coupling to and from standard SOI waveguide, used as access ports. In addition, the operational region is reconfigurable by changing the bias voltage. - 2019, The Author(s).This work was made possible by a NPRP award [NPRP7-456-1-085] from the Qatar National Research Fund (member of the Qatar Foundation). The statements made herein are solely the responsibility of the authors.Scopu

Kongenitale Cytomegalovirus (cCMV)-Infektionen und assoziierte Hör- und weitere Störungen erfordern ein universelles cCMV-Screening und ein Follow-up-Programm

Hintergrund: Kongenitale Infektionen mit dem humanen Cytomegalovirus (CMV) sind die führende Ursache kongenitaler Infektionen weltweit. In entwickelten Ländern sind sie der häufigste nichtgenetische Grund sensorineuraler kindlicher Hörstörungen und eine wichtige Ursache für Mikrozephalie, neurogene Entwicklungsverzögerungen, Sehstörungen und Zerebralparesen mit nachfolgenden Beeinträchtigungen der kognitiven und sozialen Entwicklung der betroffenen Kinder und ihrer Familien . Nur 10% kongenitaler CMV(cCMV)-Infektionen werden direkt nach der Geburt symptomatisch, jedoch verlaufen 50% der cCMV-verursachten Hörstörungen progredient und setzen häufig erst später ein. Prävalenzangaben für cCMV-Infections für Mitteleuropa liegen bei 0.2-0.7 pro 1.000 Neugeborene und für Entwicklungsländer bei bis zu 1-5% . Neugeborenen-Screeningprogramme für ccCMV-Infektionen sind unter Diskussion. Antivirale Therapien symptomatischer Kinder können effektiv das Risiko dauerhafter Störungen verringern. Da eine effektive präkonzeptionelle Impfung gegen CMV potenziell cCMV-Infektionen verhindern könnte und eine postkonzeptionelle Primärinfektionen in der Schwangerschaft, befinden sich einige aktive und passive Immunisierungsstrategien in klinischen Studien.Material und Methoden: In einem internationalen Projekt* erhalten 12.000 Neugeborene in Deutschland und Qatar ein CMV-Screening durch einen real-time PCR-basierten Test von Flüssigspeichelproben. Wird eine kongenitale CMV-Infektion bestätigt, wurden die Babys in ein 6-Jahres-Follow-up-Programm aufgenommen.Ergebnisse: Die bis Ende April 2016 durchgeführten CMV-Screenings von etwa 1.200 deutschen und 270 katarischen Neugeborenen ergaben kongenitale CMV-Infektionen in 3 deutschen und 2 katarischen Babys, die in ein Behandlungs- und Follow-up-Programm aufgenommen wurden.Diskussion: Die hohe Prävalenz kongenitaler CMV-Infektionen und ihre lebenslangen Folgen rufen nach einer Aktion für die Einführung eines universellen neonatalen CMV-Screening-, Follow-up-, Präventions- und Interventionsprogramms. Das vorgeschlagene Follow-up-Programm wird diskutiert.Fazit: Ein Screening auf cCMV-Infektionen erscheint sinnvoll, machbar und effektiv

Screening auf kongenitale Cytomegalovirus(cCMV)-Infektionen - Pros und Cons

Hintergrund: Kongenitale Cytomegalovirus(cCMV)-Infektionen sind der häufigste nichtgenetische Grund für eine kindliche Hörstörung und führen bei 22%-65% der bei Geburt symptomatischen Kinder und bei 6%-23% der asymptomatisch Geborenen zu einer sofortigen oder späteren Hörstörung. In den Empfehlungen einer internationalen cCMV-Konsensusgruppe zur Prävention, Identifikation und Intervention bei cCMV Infektionen (Rawlinson et al. ) wird ein universelles Neugeborenen-cCMV-Screening mittels Real-time-Speichel-PCR favorisiert. Dieses in Qatar und Deutschland durchgeführte Projekt* untersucht die regionale Prävalenz von cCMV-Infektionen sowie Machbarkeit und Kosten-Nutzen-Relation eines solchen Screenings und ein Follow-up-Programm.Material und Methoden: 10.388 Neugeborene (Deutschland: 6104, Qatar: 4284) erhielten ein cCMV-Screening durch eine Real-time-PCR von Flüssigspeichelproben. Bei Bestätigung einer Infektion wurden die Babys in ein 6-Jahres-Follow-up-Programm aufgenommen. In einer nationalen Konsensusgruppe wurde Für und Wider verschiedener cCMV-Screening-Programme diskutiert.Ergebnisse: Die bis März 2018 durchgeführten cCMV-Screenings (Spezifität 99.8%, Sensitivität 100%) hatten Infektionen bei 20 Babys in Deutschland und 6 Babys in Qatar identifiziert, entsprechend einer Prävalenz von 0.3 bzw. 0.1%. Nur eines der initial asymptomatischen Kinder in Deutschland entwickelte Symptome innerhalb des ersten Lebensjahres. Ein weiteres war von Geburt an symptomatisch.Diskussion: Die hohe Prävalenz kongenitaler CMV-Infektionen und ihre lebenslangen Folgen erfordern eine Aktion zur Einführung eines neonatalen cCMV-Screening-, Follow-up-, Präventions- und Interventionsprogramms.Fazit: Ein universelles Neugeborenen-cCMV-Screening würde die Identifikation von asymptomatischen cCMV-infizierten Kindern und Kindern mit verdeckten Symptomen ermöglichen und eine zeitnahe antivirale oder symptomatische Behandlung, wenn Symptome auftreten. Ethische Aspekte wie eine Beunruhigung der Eltern asymptomatischer Kinder und der regionsabhängige, wahrscheinlich geringe Anteil an Kindern, die von asymptomatischen zum symptomatischen Status konvertieren, werden diskutiert. Ein nationaler Plan zum Management von cCMV Infektionen wird vorgeschlagen. *Gefördert durch den Qatar National Research Fund, NPRP 7-1845-3-48

Screening auf kongenitale Cytomegalovirus(cCMV)-Infektionen - Pros und Cons

Hintergrund: Kongenitale Cytomegalovirus(cCMV)-Infektionen sind der häufigste nichtgenetische Grund für eine kindliche Hörstörung und führen bei 22%-65% der bei Geburt symptomatischen Kinder und bei 6%-23% der asymptomatisch Geborenen zu einer sofortigen oder späteren Hörstörung. In den Empfehlungen einer internationalen cCMV-Konsensusgruppe zur Prävention, Identifikation und Intervention bei cCMV Infektionen (Rawlinson et al. ) wird ein universelles Neugeborenen-cCMV-Screening mittels Real-time-Speichel-PCR favorisiert. Dieses in Qatar und Deutschland durchgeführte Projekt* untersucht die regionale Prävalenz von cCMV-Infektionen sowie Machbarkeit und Kosten-Nutzen-Relation eines solchen Screenings und ein Follow-up-Programm.Material und Methoden: 10.388 Neugeborene (Deutschland: 6104, Qatar: 4284) erhielten ein cCMV-Screening durch eine Real-time-PCR von Flüssigspeichelproben. Bei Bestätigung einer Infektion wurden die Babys in ein 6-Jahres-Follow-up-Programm aufgenommen. In einer nationalen Konsensusgruppe wurde Für und Wider verschiedener cCMV-Screening-Programme diskutiert.Ergebnisse: Die bis März 2018 durchgeführten cCMV-Screenings (Spezifität 99.8%, Sensitivität 100%) hatten Infektionen bei 20 Babys in Deutschland und 6 Babys in Qatar identifiziert, entsprechend einer Prävalenz von 0.3 bzw. 0.1%. Nur eines der initial asymptomatischen Kinder in Deutschland entwickelte Symptome innerhalb des ersten Lebensjahres. Ein weiteres war von Geburt an symptomatisch.Diskussion: Die hohe Prävalenz kongenitaler CMV-Infektionen und ihre lebenslangen Folgen erfordern eine Aktion zur Einführung eines neonatalen cCMV-Screening-, Follow-up-, Präventions- und Interventionsprogramms.Fazit: Ein universelles Neugeborenen-cCMV-Screening würde die Identifikation von asymptomatischen cCMV-infizierten Kindern und Kindern mit verdeckten Symptomen ermöglichen und eine zeitnahe antivirale oder symptomatische Behandlung, wenn Symptome auftreten. Ethische Aspekte wie eine Beunruhigung der Eltern asymptomatischer Kinder und der regionsabhängige, wahrscheinlich geringe Anteil an Kindern, die von asymptomatischen zum symptomatischen Status konvertieren, werden diskutiert. Ein nationaler Plan zum Management von cCMV Infektionen wird vorgeschlagen. *Gefördert durch den Qatar National Research Fund, NPRP 7-1845-3-48

Untersuchung eines Neugeborenenscreenings auf kongenitale Cytomegalovirus (cCMV)-Infektionen

Hintergrund: Kongenitale Infektion mit dem Cytomegalovirus (cCMV) sind weltweit die führende Ursache für kongenitale Infektionen; sie verursachen neurologische, ophthalmologische und andere Befunde, am häufigsten Hörstörungen. Etwa 90% von ihnen sind bei der Geburt asymptomatisch, sind aber in ca. 15% mit späteren Schallempfindungsschwerhörigkeiten und anderen Folgeerscheinungen verbunden. In einer Kohortenstudie, durchgeführt in Doha, Katar, und im Ruhrgebiet, Deutschland, wurden kürzlich Durchführbarkeit und Ergebnisse eines Neugeborenen-cCMV-Screenings untersucht, weiterhin die regionsspezifische Prävalenz von cCMV-Infektionen und ein neuropädiatrisches, audiologisches und opthalmologisches Nachsorgeprogramm.Material und Methoden: 12.447 Neugeborene, 6.128 aus Deutschland, 6.319 aus Katar, erhielten ein CMV-Screening mit PCR-Tests von Flüssigspeichelproben aus Wangenabstrichen. Eine cCMV-Infektion wurde durch den Nachweis von CMV-DNA im Blut und/oder Urin der Neugeborenen bestätigt, die das Screening nicht bestanden.Ergebnisse: Die Prävalenz an cCMV-Infektionen lag für Deutschland bei 0,33%. Die Spezifität des Screenings betrug 99,7 (95% CI 99,63%-99,77%), die Sensitivität 100% (95% CI 100%-100%), der positive Vorhersagewert 0,52 (95% CI 0,51-0,53), der negative prädiktive Wert 1 (95% CI 1,00-1,00). Vier infizierte Kinder zeigten Symptome: ein Kind war bei der Geburt symptomatisch, eines hatte eine angeborene Schwerhörigkeit, die auch durch ein Neugeborenen-Hörscreening festgestellt wurde, eines entwickelte eine spät einsetzende Schwerhörigkeit und zusätzliche Symptome während des ersten Lebensjahres, eines zeigte pathologische Befunde im Hirn-MRT. Die drei Kinder mit klinischen Symptomen wurden antiviral und mit Hörgeräten behandelt.Diskussion: 0,32 pro Tausend Säuglinge zeigten in Deutschland oder Katar bei der Geburt oder später cCMV-Infektions-Symptome. Durch das Screening und ein bisher 1-3-jähriges Follow-up wurden 0,33 pro Tausend Neugeborene für Deutschland identifiziert, die versteckte oder spät einsetzende Symptome entwickelten und rechtzeitig behandelt wurden oder die verdeckte Symptome hatten, die eine weitere Überwachung erforderten.Fazit: Um cCMV-infizierte Kinder frühzeitig zu erkennen, scheint ein universelles neonatales Screening empfehlenswert. Zudem wurde ein Algorithmus entwickelt, der eine Stratifizierung infizierter Säuglinge nach niedrigem und hohem Risiko für spät auftretende cCMV-Symptome ermöglicht.Funding: Gefördert durch den Qatar National Research Fund, NPRP7-1845-3-48