Irregularität der hinteren Hornhautoberfläche nach Femtosekundenlaser-assistierter versus Mikrokeratom-assistierter Descemet stripping automated endothelial keratoplasty (DSAEK)

Die perforierende Keratoplastik wird seit 1905 bei Hornhauterkrankungen wie der bullösen Keratopathie und Fuchs’-Endothel-Dystrophie angewandt. In den letzten Jahren sind neue Operationstechniken wie die endotheliale Keratoplastik entwickelt worden. Dadurch sind Hornhauttransplantationen unter Erhaltung der vorderen Hornhautanteile möglich geworden. Damit haben sich die visuellen Ergebnisse verbessert und die Visus-Erholungszeiten verkürzt. Mittlerweile ist die DSAEK zur Mainstream-Therapie bei endothelialen Hornhauterkrankungen geworden. Wenngleich inzwischen eine neue sog. DMEK-Technik für eine isolierte endotheliale Transplantation ohne Stromafasern entwickelt worden ist und bessere visuelle Ergebnisse liefert, ist sie gegenwärtig aufgrund der technischen Komplexität den auf Hornhauttherapie spezialisierten Zentren vorbehalten, so dass die die DSAEK-Methode dominiert. Die verschiedenen Methoden zur Präparation der Spenderhornhaut für die EK werden diskutiert. In diesem Forschungsprojekt sollen zwei verschiedene Methoden der Transplantatpräparation für die EK untersucht werden. Zum einen die Femtosekundenlaser-assistierte intrasomale Schnittführung unter Verwendung eines gekrümmten Interfaces und zum anderen die Schnittführung mittels Mikrokeratom mit planarer Applanation. Die klinischen Visusergebnisse unter Verwendung des Mikrokeratoms scheinen besser zu sein, als die mit dem Femtosekundenlaser. Es wird vermutet, dass Irregularitäten der posterioren Hornhautoberfläche ein Faktor für die schlechtere Visusentwicklung bei Verwendung der Femtosekunden Laser sein können. Zur Erörterung dieser Fragestellung wurde bei 22 Patienten im Rahmen einer klinischen retrospektiven Studie nach einer DSAEK die Morphologie der inneren Oberfläche der Hornhauttransplantate und die bestkorrigierte Sehstärke untersucht. Acht von 22 Spenderhornhäuten wurden mit dem 200kHz VisuMax Femtosekundenlaser (Carl Zeiss Meditec AG, Jena Deutschland; Femtosekundenlaser Gruppe) präpariert, während 14 Transplantate mit dem Amadeus II Mikrokeratom (Ziemer Olphthalmic System AG, Port, Schweiz; Mikrokeratom Gruppe) bearbeitet wurden. Der postoperative bestkorrigierte Visus zeigte einen signifikanten Unterschied (p=0,038) zwischen den beiden Gruppen. Der Mittelwert des bestkorrigierten Visus der Femtosekundenlasergruppe ergab einen schlechteren Mittelwert 0,48 [0,2; 0,9] logMAR als der Mittelwert von 0,33 [0,1; 0,5] logMAR bei der Mikrokeratomgruppe. Zur Evaluation der Irregularität der endothelialen Hornhautmorphologie (RTVue; Optovue, Fremont, USA) wurde eine Regressionsanalyse (SPSS, IBM, Chicago, USA) mit einer idealen polynomischen Kurve 2. Grades durchgeführt, um die Wurzel des mittleren quadratischen Fehlers als Maßstab für die Unregelmäßigkeit der Oberfläche ermitteln zu können. Die Wurzel des quadratischen Fehlers betrug 9,9 [2,2] m in der Femtosekundenlasergruppe und 5,7 [2,2] m in der Mikrokeratom-Gruppe. Daraus resultierte ein hoch-signifikanter Irregularitätsunterschied mit p < 0,001. Bei der Fragestellung ob es einen Zusammenhang zwischen dem bestkorrigierten Visus und der Irregularität der hinteren Hornhautoberfläche gibt, zeigte sich ein positiver Zusammenhang der beiden Parameter mit einem Pearson-Korrelationswert von 0,438 (p=0,05). Somit zeigen unsere Ergebnisse, dass die Mikrokeratom assistierte Transplantatpräparation bei der DSAEK zu geringeren Fältelungen der Hornhautinnenfläche und folglich zur überlegenen Visus als bei der Femtosekundenlaser-Methode führt

Synthesis and Applications of Dicationic Iodide Materials for Dye-Sensitized Solar Cells

Dye-sensitized solar cells (DSSCs) have been receiving growing attentions as a potential alternative to order photovoltaic devices due to their high efficiency and low manufacturing cost. DSSCs are composed of a photosensitizing dye adsorbed on a mesoporous film of nanocrystalline TiO2 as a photoelectrode, an electrolyte containing triiodide/iodide redox couple, and a platinized counter electrode. To improve photovoltaic properties of DSSCs, new dicationic salts based on ionic liquids were synthesized. Quite comparable efficiencies were obtained from electrolytes with new dicationic iodide salts. The best cell performance of 7.96% was obtained with dicationic salt of PBDMIDI

Characterizing System-Level Masking Effects against Soft Errors

From early design phases to final release, the reliability of modern embedded systems against soft errors should be carefully considered. Several schemes have been proposed to protect embedded systems against soft errors, but they are neither always functional nor robust, even with expensive overhead in terms of hardware area, performance, and power consumption. Thus, system designers need to estimate reliability quantitatively to apply appropriate protection techniques for resource-constrained embedded systems. Vulnerability modeling based on lifetime analysis is one of the most efficient ways to quantify system reliability against soft errors. However, lifetime analysis can be inaccurate, mainly because it fails to comprehensively capture several system-level masking effects. This study analyzes and characterizes microarchitecture-level and software-level masking effects by developing an automated framework with exhaustive fault injections (i.e., soft errors) based on a cycle-accurate gem5 simulator. We injected faults into a register file because errors in the register file can easily be propagated to other components in a processor. We found that only 5% of injected faults can cause system failures on an average over benchmarks, mainly from the MiBench suite. Further analyses showed that 71% of soft errors are overwritten by write operations before being used, and the CPU does not use 20% of soft errors at all after fault injections. The remainder are also masked by several software-level masking effects, such as dynamically dead instructions, compare and logical instructions that do not change the result, and incorrect control flows that do not affect program outputs

Survey of Software-Implemented Soft Error Protection

As soft errors are important design concerns in embedded systems, several schemes have been presented to protect embedded systems against them. Embedded systems can be protected by hardware redundancy; however, hardware-based protections cannot provide flexible protection due to hardware-only protection modifications. Further, they incur significant overheads in terms of area, performance, and power consumption. Therefore, hardware redundancy techniques are not appropriate for resource-constrained embedded systems. On the other hand, software-based protection techniques can be an attractive alternative to protect embedded systems, especially specific-purpose architectures. This manuscript categorizes and compares software-based redundancy techniques for general-purpose and specific-purpose processors, such as VLIW (Very Long Instruction Word) and CGRA (Coarse-Grained Reconfigurable Architectures)

Efficient fiber-shaped perovskite photovoltaics using silver nanowires as top electrode

Methylammonium lead iodide (CH3NH3PbI3) perovskite solar cell in a flexible fiber shape is developed via a fully dipping process with a mixed solvent of N, N-dimethylformamide (DMF) and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) followed by toluene dipping. We introduce the first-ever effective n-type compact layer through facile anodizing of titanium wire, achieving a considerable power conversion efficiency of 3.85%, which remains stable during bending; spray-deposited silver nanowires (Ag NWs) are used as the top electrode instead of gold. The ease of fabrication, low cost of materials, and all-solid-state structures result in a simple approach to developing electronic textiles for harvesting solar energy and blazes a new trail in the field of fiber-shaped photovoltaicsclose

Irregularität der hinteren Hornhautoberfläche nach Femtosekundenlaser-assistierter versus Mikrokeratom-assistierter Descemet stripping automated endothelial keratoplasty (DSAEK)

Die perforierende Keratoplastik wird seit 1905 bei Hornhauterkrankungen wie der bullösen Keratopathie und Fuchs’-Endothel-Dystrophie angewandt. In den letzten Jahren sind neue Operationstechniken wie die endotheliale Keratoplastik entwickelt worden. Dadurch sind Hornhauttransplantationen unter Erhaltung der vorderen Hornhautanteile möglich geworden. Damit haben sich die visuellen Ergebnisse verbessert und die Visus-Erholungszeiten verkürzt. Mittlerweile ist die DSAEK zur Mainstream-Therapie bei endothelialen Hornhauterkrankungen geworden. Wenngleich inzwischen eine neue sog. DMEK-Technik für eine isolierte endotheliale Transplantation ohne Stromafasern entwickelt worden ist und bessere visuelle Ergebnisse liefert, ist sie gegenwärtig aufgrund der technischen Komplexität den auf Hornhauttherapie spezialisierten Zentren vorbehalten, so dass die die DSAEK-Methode dominiert. Die verschiedenen Methoden zur Präparation der Spenderhornhaut für die EK werden diskutiert. In diesem Forschungsprojekt sollen zwei verschiedene Methoden der Transplantatpräparation für die EK untersucht werden. Zum einen die Femtosekundenlaser-assistierte intrasomale Schnittführung unter Verwendung eines gekrümmten Interfaces und zum anderen die Schnittführung mittels Mikrokeratom mit planarer Applanation. Die klinischen Visusergebnisse unter Verwendung des Mikrokeratoms scheinen besser zu sein, als die mit dem Femtosekundenlaser. Es wird vermutet, dass Irregularitäten der posterioren Hornhautoberfläche ein Faktor für die schlechtere Visusentwicklung bei Verwendung der Femtosekunden Laser sein können. Zur Erörterung dieser Fragestellung wurde bei 22 Patienten im Rahmen einer klinischen retrospektiven Studie nach einer DSAEK die Morphologie der inneren Oberfläche der Hornhauttransplantate und die bestkorrigierte Sehstärke untersucht. Acht von 22 Spenderhornhäuten wurden mit dem 200kHz VisuMax Femtosekundenlaser (Carl Zeiss Meditec AG, Jena Deutschland; Femtosekundenlaser Gruppe) präpariert, während 14 Transplantate mit dem Amadeus II Mikrokeratom (Ziemer Olphthalmic System AG, Port, Schweiz; Mikrokeratom Gruppe) bearbeitet wurden. Der postoperative bestkorrigierte Visus zeigte einen signifikanten Unterschied (p=0,038) zwischen den beiden Gruppen. Der Mittelwert des bestkorrigierten Visus der Femtosekundenlasergruppe ergab einen schlechteren Mittelwert 0,48 [0,2; 0,9] logMAR als der Mittelwert von 0,33 [0,1; 0,5] logMAR bei der Mikrokeratomgruppe. Zur Evaluation der Irregularität der endothelialen Hornhautmorphologie (RTVue; Optovue, Fremont, USA) wurde eine Regressionsanalyse (SPSS, IBM, Chicago, USA) mit einer idealen polynomischen Kurve 2. Grades durchgeführt, um die Wurzel des mittleren quadratischen Fehlers als Maßstab für die Unregelmäßigkeit der Oberfläche ermitteln zu können. Die Wurzel des quadratischen Fehlers betrug 9,9 [2,2] m in der Femtosekundenlasergruppe und 5,7 [2,2] m in der Mikrokeratom-Gruppe. Daraus resultierte ein hoch-signifikanter Irregularitätsunterschied mit p < 0,001. Bei der Fragestellung ob es einen Zusammenhang zwischen dem bestkorrigierten Visus und der Irregularität der hinteren Hornhautoberfläche gibt, zeigte sich ein positiver Zusammenhang der beiden Parameter mit einem Pearson-Korrelationswert von 0,438 (p=0,05). Somit zeigen unsere Ergebnisse, dass die Mikrokeratom assistierte Transplantatpräparation bei der DSAEK zu geringeren Fältelungen der Hornhautinnenfläche und folglich zur überlegenen Visus als bei der Femtosekundenlaser-Methode führt

gemV-tool: A Comprehensive Soft Error Reliability Estimation Tool for Design Space Exploration

With aggressive technology scaling, soft errors have become a major threat in modern computing systems. Several techniques have been proposed in the literature and implemented in actual devices as countermeasures to this problem. However, their effectiveness in ensuring error-free computing cannot be ascertained without an accurate reliability estimation methodology. This can be achieved by using the vulnerability metric: the probability of system failure as a function of the time the program data are exposed to transient faults. In this work, we present a gemV-tool, a comprehensive toolset for estimating system vulnerability, based on the cycle-accurate gem5 simulator. The three main characteristics of the gemV-tool are: (i) fine-grained modeling: vulnerability modeling at a fine-grained granularity through the use of RTL abstraction; (ii) accurate modeling: accurate vulnerability calculation of speculatively executed instructions; and (iii) comprehensive modeling: vulnerability estimation of all the sequential elements in the out-of-order processor core. We validated our vulnerability models through extensive fault injection campaigns with <3% correlation error and 90% statistical confidence. Using the gemV-tool, we made the following observations: (i) the vulnerability of two microarchitectural configurations with similar performance can differ by 82%; (ii) the vulnerability of a processor can vary by more than 10×, depending on the implemented algorithm; and (iii) the vulnerability of each component in the processor varies significantly, depending on the ISA of the processor

Electrodeposition of SnO2 on FTO and its Application in Planar Heterojunction Perovskite Solar Cells as an Electron Transport Layer

Abstract We report the performance of perovskite solar cells (PSCs) with an electron transport layer (ETL) consisting of a SnO2 thin film obtained by electrochemical deposition. The surface morphology and thickness of the electrodeposited SnO2 films were closely related to electrochemical process conditions, i.e., the applied voltage, bath temperature, and deposition time. We investigated the performance of PSCs based on the SnO2 films. Remarkably, the experimental factors that are closely associated with the photovoltaic performance were strongly affected by the SnO2 ETLs. Finally, to enhance the photovoltaic performance, the surfaces of the SnO2 films were modified slightly by TiCl4 hydrolysis. This process improves charge extraction and suppresses charge recombination

Revisiting Symptom-Based Fault Tolerant Techniques against Soft Errors

Aggressive technology scaling and near-threshold computing have made soft error reliability one of the leading design considerations in modern embedded microprocessors. Although traditional hardware/software redundancy-based schemes can provide a high level of protection, they incur significant overheads in terms of performance and hardware resources. The considerable overheads from such full redundancy-based techniques has motivated researchers to propose low-cost soft error protection schemes, such as symptom-based error protection schemes. The main idea behind a symptom-based error protection scheme is that soft errors in the system will quickly generate some symptoms, such as exceptions, branch mispredictions, cache or TLB misses, or unpredictable variable values. Therefore, monitoring such infrequent symptoms makes it possible to cover the manifestation of failures caused by soft errors. Symptom-based protection schemes have been suggested as shortcuts to achieve acceptable reliability with comparable overheads. Since the symptom-based protection schemes seem attractive due to their generality and simplicity, even state-of-the-art protection schemes exploit them as the baseline protections. However, our detailed analysis of the fault coverage and performance overheads of such schemes reveals that the user-visible failure coverage, particularly of ReStore, is limited (29% on average). By contrast, the runtime overheads are significant (40% on average) because the majority of the fault injection experiments, which were considered as detected/recovered failures by low-level symptoms, are actually benign faults by program-level masking effects