Vagus Nerve Stimulation and External Defibrillation during Resuscitation; a Letter to Editor

Dear Editor;External defibrillation in patients with implanted neuromodulatory devices is a crucial therapeutic challenge. We report a 63-year-old male patient with refractory epilepsy (RE) after recurrent ischaemic strokes in the middle cerebral artery and in the anterior cerebral artery territory 26 and 23 years ago. He received various therapeutic interventions to achieve seizure control with insufficient success. Therefore, vagus nerve stimulation (VNS) (model Pulse 102, Aspire SR, Cyberonics Inc, Houston, Texas) was applied via insertion of a pulse generator in the left upper chest in 2011. VNS stimulation settings were: output current 1.0 mA, pulse width 500 µs, frequency 30 Hz, 30s ON, 3.0 minute OFF.A reduction of seizure frequency was achieved. Last antiepileptic therapy consisted of levetiracetam 1500 mg td, valproate 1000 mg td, and eslicarbazepine 800 mg td.In 2016, he was admitted because of generalized seizure and aspiration pneumonia.  During hospital stay he suffered a cardiac arrest (CA) with pulseless ventricular tachycardia (VT) caused by fulminant pulmonary artery embolism. After successful resuscitation, the patient experienced return of spontaneous circulation (ROSC). During resuscitation, biphasic electric shocks were applied using 150 Joule and subsequently 360 Joule with patches placed approximately 10 cm parasternal and at the left chest below the VNS. After successful ROSC the VNS was checked again and no malfunction could be detected. Stimulation settings were not changed. Impedance was normal. Seizures were not observed during the remaining day. Unfortunately, the patient died within one day after successful resuscitation and ROSC because of therapy refractory circulatory insufficiency.VNS is an established therapeutic approach in treatment of TRE in children and adults to achieve reduction of seizure frequency with proven safety and efficacy. The safety of VNS in emergency situations like cardiac arrest due to VF with need of external defibrillation and application of large amounts of electrical energy is not clear. External defibrillation in VNS patients may potentially be harmful. The literature concerning external defibrillation during resuscitation or external cardioversion (EC) in patients with implanted electronic devices in neurological disorders is sparse. In patients with cardiac pacemakers external defibrillation may damage the cardiac device. EC applied to deep brain stimulation (DBS) patients may cause thalamotomy or DBS failure. Application of electroconvulsive therapy in psychiatric disorders seems to be safe. Two cases of electroconvulsive therapy (ECT) in VNS have been reported by Sharma et al. The first patient was a 66-year old female with major depression and the second one, a 57-year-old male with a history of bipolar disorder. Both had VNS for therapy refractory psychiatric illness. ECT was applied because of further worsening of the mental state without malfunction of the VNS device. To our knowledge, this is the first case of external defibrillation in a patient with VNS for TRE without alteration of the neurostimulator’s function. External defibrillation applied to VNS patients seem to be safe and effective. Several steps should be taken to minimize the electrical current flowing through the neurostimulator. First, position the patches as far away as possible from the VNS at least 10 cm each. Second, position the patches perpendicular to the VNS; use the lowest clinically appropriate output setting, and, finally, confirm that the VNS is functioning properly after defibrillation

Untersuchung der Mensch-Maschine-Interaktion bei der Werkstückspannung beim Vertikal-Drehen

Die Auswertung von Unfallzahlen an Produktionsmaschinen der vergangenen Jahre zeigt, dass nach Jahren sinkender Unfallzahlen eine Stagnation eintritt (Mödden 2018). Der Unfallstatistik der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) ist außerdem zu entnehmen, dass die Ursache für tödliche oder schwere Unfälle sehr häufig freigesetzte Werkstücke sind. In den meisten Fällen lagen mangelhafte Aufspannsituationen vor (Kesselkaul Meyer 2016). Wenn die Möglichkeiten der inhärent sicheren Konstruktion und der technischen Schutzmaßnahmen ausgeschöpft sind und trotzdem Restrisiken verbleiben, muss im Schritt 3 die Benutzerinformation, die als instruktive Sicherheit zusammengefasst wird, darauf hinweisen (Neudörfer 2014, ISO 12100 2011, MRL 2006). Das Problem ist hierbei, dass die Beachtung der instruktiven Sicherheit vom Bediener abhängig ist. Das Vertikal-Drehen auf Fräsbearbeitungszentren ist ein arbeitssicherheitstechnisch besonders kritischer Prozess, weil dafür die Maschine mit vollwertigen Rotationsachsen für das Werkstück ausgerüstet wird. Durch die hohen Drehzahlen der Werkstücke steigen deren kinetische Energie und damit das Gefährdungsrisiko gegenüber der reinen klassischen Fräsbearbeitung stark an. Im Stillstand und bei geringen Drehzahlen hat das Werkstück dagegen in der Regel einen sicheren Stand und vermittelt dem Maschinenbediener unter Umständen eine trügerische Sicherheit. Wird das Werkstück außerdem manuell gespannt, entstehen trotz ausreichender technischer Zuverlässigkeit des Systems 'Werkzeugmaschine-Spannmittel-Werkstück' Unwägbarkeiten, die rein auf das menschliche Handeln also die Mensch-Maschine-Interaktion zurückzuführen sind. Die auf einer bewährten Risikoabschätzung beruhende normungstechnische Konvention erfordert Überwachungsfunktionen und instruktive Sicherheit für die konkrete Werkstückspannung (ISO 16090 2017). Sie setzt also quasi einen idealen und z. B. nicht ermüdenden und immer richtig handelnden Maschinenbediener voraus. Die oben erwähnten Unfallzahlen sind ein Beweis, dass die reale Situation nicht befriedigend ist. Die wesentliche Frage ist: Wie kann die Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) als Teil des Maschinendesigns sicherer gestaltet werden? Und auf das konkrete Beispiel bezogen: Wie kann die Instruktion so verbessert werden, dass schwere Unfälle verhindert werden? Um diese Frage zu beantworten, ist es im ersten Schritt notwendig, den Einfluss der menschlichen Unzuverlässigkeit zu quantifizieren, um ihn so sowohl in technisch-physikalische Auslegung als auch in die Bewertung der Maschinensicherheit einfließen zu lassen

Untersuchung der Mensch-Maschine-Interaktion bei der Werkstückspannung beim Vertikal-Drehen

Die Auswertung von Unfallzahlen an Produktionsmaschinen der vergangenen Jahre zeigt, dass nach Jahren sinkender Unfallzahlen eine Stagnation eintritt (Mödden 2018). Der Unfallstatistik der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) ist außerdem zu entnehmen, dass die Ursache für tödliche oder schwere Unfälle sehr häufig freigesetzte Werkstücke sind. In den meisten Fällen lagen mangelhafte Aufspannsituationen vor (Kesselkaul Meyer 2016). Wenn die Möglichkeiten der inhärent sicheren Konstruktion und der technischen Schutzmaßnahmen ausgeschöpft sind und trotzdem Restrisiken verbleiben, muss im Schritt 3 die Benutzerinformation, die als instruktive Sicherheit zusammengefasst wird, darauf hinweisen (Neudörfer 2014, ISO 12100 2011, MRL 2006). Das Problem ist hierbei, dass die Beachtung der instruktiven Sicherheit vom Bediener abhängig ist. Das Vertikal-Drehen auf Fräsbearbeitungszentren ist ein arbeitssicherheitstechnisch besonders kritischer Prozess, weil dafür die Maschine mit vollwertigen Rotationsachsen für das Werkstück ausgerüstet wird. Durch die hohen Drehzahlen der Werkstücke steigen deren kinetische Energie und damit das Gefährdungsrisiko gegenüber der reinen klassischen Fräsbearbeitung stark an. Im Stillstand und bei geringen Drehzahlen hat das Werkstück dagegen in der Regel einen sicheren Stand und vermittelt dem Maschinenbediener unter Umständen eine trügerische Sicherheit. Wird das Werkstück außerdem manuell gespannt, entstehen trotz ausreichender technischer Zuverlässigkeit des Systems 'Werkzeugmaschine-Spannmittel-Werkstück' Unwägbarkeiten, die rein auf das menschliche Handeln also die Mensch-Maschine-Interaktion zurückzuführen sind. Die auf einer bewährten Risikoabschätzung beruhende normungstechnische Konvention erfordert Überwachungsfunktionen und instruktive Sicherheit für die konkrete Werkstückspannung (ISO 16090 2017). Sie setzt also quasi einen idealen und z. B. nicht ermüdenden und immer richtig handelnden Maschinenbediener voraus. Die oben erwähnten Unfallzahlen sind ein Beweis, dass die reale Situation nicht befriedigend ist. Die wesentliche Frage ist: Wie kann die Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) als Teil des Maschinendesigns sicherer gestaltet werden? Und auf das konkrete Beispiel bezogen: Wie kann die Instruktion so verbessert werden, dass schwere Unfälle verhindert werden? Um diese Frage zu beantworten, ist es im ersten Schritt notwendig, den Einfluss der menschlichen Unzuverlässigkeit zu quantifizieren, um ihn so sowohl in technisch-physikalische Auslegung als auch in die Bewertung der Maschinensicherheit einfließen zu lassen

Iron is a centrally bound cofactor of specifier proteins involved in glucosinolate breakdown

Glucosinolates, a group of sulfur-rich thioglucosides found in plants of the order Brassicales, have attracted a lot of interest as chemical defenses of plants and health promoting substances in human diet. They are accumulated separately from their hydrolyzing enzymes, myrosinases, within the intact plant, but undergo myrosinase-catalyzed hydrolysis upon tissue disruption. This results in various biologically active products, e.g. isothiocyanates, simple nitriles, epithionitriles, and organic thiocyanates. While formation of isothiocyanates proceeds by a spontaneous rearrangement of the glucosinolate aglucone, aglucone conversion to the other products involves specifier proteins under physiological conditions. Specifier proteins appear to act with high specificity, but their exact roles and the structural bases of their specificity are presently unknown. Previous research identified the motif EXXXDXXXH as potential iron binding site required for activity, but crystal structures of recombinant specifier proteins lacked the iron cofactor. Here, we provide experimental evidence for the presence of iron (most likely Fe2+) in purified recombinant thiocyanate-forming protein from Thlaspi arvense (TaTFP) using a Ferene S-based photometric assay as well as Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry. Iron binding and activity depend on E266, D270, and H274 suggesting a direct interaction of Fe2+ with these residues. Furthermore, we demonstrate presence of iron in epithiospecifier protein and nitrile-specifier protein 3 from Arabidopsis thaliana (AtESP and AtNSP3). We also present a homology model of AtNSP3. In agreement with this model, iron binding and activity of AtNSP3 depend on E386, D390, and H394. The homology model further suggests that the active site of AtNSP3 imposes fewer restrictions to the glucosinolate aglucone conformation than that of TaTFP and AtESP due to its larger size. This may explain why AtNSP3 does not support epithionitrile or thiocyanate formation, which likely requires exact positioning of the aglucone thiolate relative to the side chain

Measurement of local crystal lattice strain variations in dealloyed nanoporous gold

Reversible macroscopic length changes in nanoporous structures can be achieved by applying electric potentials or by exposing them to different gases or liquids. Thus, these materials are interesting candidates for applications as sensors or actuators. Macroscopic length changes originate from microscopic changes of crystal lattice parameters. In this report, we show spatially resolved measurements of crystal lattice strain in dealloyed nanoporous gold. The results confirm theory by indicating a compression of the lattice along the axis of cylindrically shaped ligaments and an expansion in radial direction. Furthermore, we show that curved npAu surfaces show inward relaxation of the surface layer. (Figure presented) IMPACT STATEMENT We show spatially resolved measurements of strain in nanoporous gold confirming theory: Crystal lattice is compressed along the axis of cylindrical ligaments and expanded in radial direction, surfaces relax inward

Glucosylsphingosine Is a Highly Sensitive and Specific Biomarker for Primary Diagnostic and Follow-Up Monitoring in Gaucher Disease in a Non-Jewish, Caucasian Cohort of Gaucher Disease Patients

Gaucher disease (GD) is the most common lysosomal storage disorder (LSD). Based on a deficient β-glucocerebrosidase it leads to an accumulation of glucosylceramide. Standard diagnostic procedures include measurement of enzyme activity, genetic testing as well as analysis of chitotriosidase and CCL18/PARC as biomarkers. Even though chitotriosidase is the most well-established biomarker in GD, it is not specific for GD. Furthermore, it may be false negative in a significant percentage of GD patients due to mutation. Additionally, chitotriosidase reflects the changes in the course of the disease belatedly. This further enhances the need for a reliable biomarker, especially for the monitoring of the disease and the impact of potential treatments.Here, we evaluated the sensitivity and specificity of the previously reported biomarker Glucosylsphingosine with regard to different control groups (healthy control vs. GD carriers vs. other LSDs).Only GD patients displayed elevated levels of Glucosylsphingosine higher than 12 ng/ml whereas the comparison controls groups revealed concentrations below the pathological cut-off, verifying the specificity of Glucosylsphingosine as a biomarker for GD. In addition, we evaluated the biomarker before and during enzyme replacement therapy (ERT) in 19 patients, demonstrating a decrease in Glucosylsphingosine over time with the most pronounced reduction within the first 6 months of ERT. Furthermore, our data reveals a correlation between the medical consequence of specific mutations and Glucosylsphingosine.In summary, Glucosylsphingosine is a very promising, reliable and specific biomarker for GD

Studienprotokoll: Register zur Prognose akut-symptomatischer Anfälle (PROSA-Register) – eine prospektive multizentrische Beobachtungsstudie

Background: Acute symptomatic epileptic seizures occur in close temporal relation to an acute disturbance of brain function. They are associated with a low risk of subsequent unprovoked seizures; thus, current guidelines recommend not to administer a long-term antiseizure medication; however, in clinical practice long-term secondary seizure prophylaxis is frequently initiated. The seizure prognosis after guideline-conform untreated or only briefly treated acute symptomatic seizures, is so far unknown. Hypothesis: Following an acute symptomatic first epileptic seizure of structural etiology, the 1-year risk of subsequent unprovoked seizures is not higher than 25%, even if antiseizure medication was not applied or for a short period only. Methods: The PROSE register is a single-arm, open, prospective, multicenter observational study. A total of 115 subjects aged 18 years or older with an acute symptomatic first epileptic seizure of structural etiology will be included if the seizure was not a status epilepticus. Intrahospital follow-up will be based on the hospital records. Telephone follow-up interviews will be conducted 3, 6, and 12 months after the acute symptomatic seizure. Discussion: The PROSE register will shed light on current treatment practice of acute symptomatic seizures and the actual seizure outcome within 1 year. The results are assumed to support the current evidence that giving antiseizure medication for a longer period of time exceeding the acute phase of the underlying condition is unnecessary