Using Virtual Environments to Visualize Atmospheric Data: Can It Improve a Meteorologist\u27S Potential to Analyze the Information?

Conventional analysis of atmospheric data includes three-dimensional desktop-computer displays. One disadvantage is that it can reduce the ability to zoom in and see small-scale features while concurrently viewing other faraway features. This research intends to determine if using virtual environments to examine atmospheric data can improve a meteorologist\u27s ability to analyze the given information. In addition to possibly enhancing small-scale analysis, virtual environments technology offers an array of possible improvements. Presented is the theory on developing an experiment to establish the extent to which virtual environments assist meteorologists in analysis. Following is the details of an implementation of such an experiment. Based on the quantitative results obtained, the conclusion is that immersion can significantly increase the accuracy of a meteorologist\u27s analysis of an atmospheric data set

Computertomographie der Sakroiliakalgelenke in der Diagnostik der axialen Spondyloarthritis

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Stellenwert der Computertomographie in der Diagnostik und Differentialdiagnostik der axialen Spondyloarthritis am Sakroiliakalgelenk evaluiert. Hierbei wurden Limitationen der Spezifität an Patient:innen ohne Spondyloarthritis untersucht, die besondere Rolle der anatomischen Varianz bei Patient:innen mit tiefsitzendem Rückenschmerz betrachtet, sowie bildgebende Klassifikationskriterien der axialen Spondylarthritis dargelegt und schließlich die diagnostische Performance der Computertomographie im Vergleich zu Röntgen und Magnetresonanztomographie ermittelt. Zunächst wurde die Prävalenz struktureller Läsionen der Sakroiliakalgelenke in einer retrospektiv rekrutierten Kohorte von 818 Patient:innen ohne Erkrankung des Bewegungsapparates untersucht (Originalarbeit 1). In dieser umfassenden Untersuchung konnte neben einer detaillierten Aufschlüsselung der Häufigkeit von computertomographischen Gelenkläsionen nach Geschlecht und Altersgruppe auch eine Assoziation von anatomischen Normvarianten mit degenerativen Gelenkveränderungen (insbesondere Sklerose) gezeigt werden. Sklerose, die historisch einen hohen Stellenwert in der Diagnostik der Sakroiliitis einnimmt zeigte sich bei mehr als der Hälfte der Patient:innen über 45 Jahre. Das ventrale Gelenkdrittel konnte aufgrund der führend hier lokalisierten Degeneration als mechanische Hauptbelastungszone bestätigt werden, die räumliche Verteilung degenerativer Läsionen stellte sich jedoch bei Frauen als deutlich vielfältiger als bei Männern dar. Frauen waren zudem signifikant häufiger von anatomischer Variation betroffen. Die hier an einer nicht-erkrankten Kohorte gezeigten Gelenkveränderungen, die den natürlichen Alterungsprozess der Sakroiliakalgelenke abbilden, legen den Grundstein für die Klassifikation pathologischer Gelenkläsionen im Rahmen der axialen Spondyloarthritis. An einer Subpopulation dieser Kohorte (n=718) wurde im Rahmen von Originalarbeit 2 ergänzend hierzu der Einfluss von sowohl der geometrisch-anatomischen Orientierung des Beckens als auch degenerativen Veränderungen der Lumbalwirbelsäule auf strukturelle Läsionen der Sakroiliakalgelenke untersucht. Hierbei zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen Männern, bei denen die Degeneration der Sakroiliakalgelenke signifikant mit der Degeneration der lumbalen Bandscheiben und Facettengelenke korrelierte, und Frauen, bei denen die Degeneration der Sakroiliakalgelenke ein von der Degeneration der Lendenwirbelsäule entkoppelter Prozess zu sein scheint. Die anatomische Ausrichtung des Beckens (ausgedrückt durch die pelvic incidence, den pelvic radius und den sacral table angle) hatte hingegen keinen Einfluss auf Ausmaß oder räumliche Verteilung der strukturellen Gelenkläsionen. Bisher existieren nur wenige Studien, die eine nach Geschlecht getrennte Auswertung von Daten zum Sakroiliakalgelenk vornehmen, und die Ergebnisse unserer Studie unterstreichen die Wichtigkeit für die Präzision der wissenschaftlichen Aussagen zu diesem komplexen Gelenk. Neben eher degenerativ imponierenden Läsionen wurde auch die Häufigkeit von entzündlichen Gelenkläsionen bei Patient:innen ohne axiale Spondyloarthritis untersucht: in Originalarbeit 3 zeigten wir an 56 Patient:innen mit asymptomatischem sekundärem Hyperparathyreodismus, dass Erosionen bei dieser Erkrankung im Vergleich zu gematchten Kontrollen (n=259) signifikant häufiger auftreten. Ähnlich wie die in der Normalpopulation beobachteten Läsionen, waren auch die Erosionen des Hyperparathyreodismus am häufigsten im ventralen Drittel des Gelenks, also der mechanischen Hauptbelastungszone zu finden. Anders als bei der axialen Spondyloarthritis war das Arthropathiemuster des sekundären Hyperparathyreodismus jedoch weder durch Sklerose noch durch Gelenkspaltveränderungen wie Ankylose gekennzeichnet. Der Hyperparathyreodismus sollte entsprechend als bildgebende Differentialdiagnose der axialen Spondyloarthritis nicht außer Betracht gelassen werden und erosive Gelenkläsionen nicht unbedacht mit einer entzündlichen Gelenkerkrankung gleichgesetzt werden. In Originalarbeit 4 wurde die Thematik der anatomischen Gelenkvariation aufgegriffen und in einer Kohorte von Patient:innen mit tiefsitzendem Rückenschmerz (95 axiale Spondyloarthritis; 61 mechanisch-degenerative Erkrankung; 817 Kontrollen) untersucht. Wir fanden in der überwiegenden Mehrheit der Patient:innen mit mechanisch-degenerativer Erkrankung der Sakroiliakalgelenke eine atypische Gelenkform (80,3%). Darüber hinaus zeigte sich eine signifikant höhere Prävalenz einer spezifischen Gelenkvariante, dem iliosakralen Komplex, bei Patient:innen mit axialen Spondyloarthritis verglichen mit ihren nicht-erkrankten Kontrollen. Für diesen Befund wurden zwei unterschiedliche Erklärungsansätze vorgeschlagen: die veränderte Verteilung des biomechanischen Stresses innerhalb des Gelenks führt zu Gelenkläsionen wie etwas periartikulärem Knochenmarködem oder Sklerose, die insbesondere in der MRT als Zeichen der axialen Spondyloarthritis fehlgedeutet werden können. Andererseits kann auch die supraphysiologische mechanische Belastung innerhalb des Gelenks die Inflammation der axialen Spondyloarthritis verstärken oder aufrechterhalten. Anders als für die Magnetresonanztomographie und das Röntgen existierten bis dato keine formalen Kriterien, wann eine CT als positiv für eine axiale Spondyloarthritis zu bewerten ist – das Ziel der Originalarbeit 5 war die Etablierung eben solch formaler Kriterien. Hierzu wurden die CT-Datensätze von insgesamt 546 Patient:innen einem detaillierten Scoring unterzogen (102 axiale Spondyloarthritis; 80 mechanisch-degenerative Erkrankung; 364 Kontrollen) und unterschiedliche Läsionen sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander bezüglich ihrer diagnostischen Performance untersucht. Wir fanden für die Kombination aus Erosionen im mittleren und/oder dorsalen Gelenkdrittel sowie Ankylose (partiell oder total) die stärkste diagnostische Performance (LR+ 18,2; LR- 0,3). Sowohl die Inklusion von Sklerose als auch von Erosionen im ventralen Gelenkdrittel reduzierte jeweils die diagnostische Performance deutlich, da hierrunter mehr Patient:innen mit mechanischen Erkrankungen, deren Läsionen vornehmlich in der im ventralen Gelenkdrittel lokalisierten mechanischen Hauptbelastungszone zu finden sind, falsch-positiv als axiale Spondyloarthritis klassifiziert werden. Die im Rahmen dieser Arbeit vorgeschlagenen Klassifikationskriterien sind ein erster wichtiger Schritt für die Einbindung der CT sowohl im klinischen Setting als auch bei wissenschaftlichen Fragestellungen. Im Rahmen von Originalarbeit 6 wurde schließlich die diagnostische Performance von Röntgen, MRT und CT vergleichend betrachtet. In diesem Multi-Reader Experiment wurden 163 Patient:innen mit axialen Spondyloarthritis oder degenerativer Erkrankung des Achsenskeletts untersucht; Bilddaten der unterschiedlichen Modalitäten wurden einzeln und anschließend in Kombination miteinander von Radiolog:innen mit ausgewiesener Expertise in der Diagnostik der axialen Spondyloarthritis bewertet. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass das Röntgen als Bildgebungsmodalität mit der niedrigsten Sensitivität und Spezifität in keinem klinischen Szenario einen fassbaren Mehrwert liefert, und darauf verzichtet werden sollte, wenn eine MRT vorliegt oder unkompliziert durchzuführen wäre. Die CT zeigte in dieser Studie eine überlegene Reproduzierbarkeit in der Bewertung durch die Expert:innen (kappa=0,875) und die im Vergleich stärkste Spezifität von 97,3% und entsprechend niedrigste Rate an falsch positiv klassifizierten Patient:innen. Insgesamt zeigt sich die Computertomographie als hochspezifische Bildgebung bei Patient:innen mit axialer Spondyloarthritis, die insbesondere in klinisch herausfordernden Situationen wichtige Zusatzinformationen für die Differentialdiagnostik liefern kann. Durch die mittlerweile auf ein sehr niedriges Maß reduzierbare Strahlenexposition bei dedizierten Untersuchungen der Sakroiliakalgelenke erscheint der Einzug in die Routinediagnostik und somit die mittel- bis langfristige Ablösung des Röntgenbildes möglich. Hierdurch würde insbesondere einer Überdiagnose entzündlicher Erkrankungen durch die Fehldeutung mechanischer Gelenkveränderungen, die in der MRT zum Teil nur schwer von entzündlichen Läsionen unterscheidbar sind, entgegengewirkt. Diese Unterscheidung ist zudem ein essenzieller Schritt, um die aktuell gegebene Geschlechtsdisparität in der Diagnostik der axialen Spondyloarthritis zu überwinden. Darüber hinaus wird der Einsatz der Computertomographie im wissenschaftlichen Kontext das Verständnis für die Prozesse der Knochenneubildung stärken und gegebenenfalls als Werkzeug zur Überprüfung von hierauf abzielenden Therapieansätzen eine zusätzliche Rolle gewinnen

Anatomical Joint Form Variation in Sacroiliac Joint Disease: Current Concepts and New Perspectives

Purpose of Review: The aim of this article is to further the understanding of anatomical variation of the sacroiliac joint (SIJ) within the rheumatological community and point out promising fields of research in the interplay of SIJ anatomy and joint disease. Recent Findings: Mechanical strain has long been implicated in onset and progression of axial spondyloarthritis (axSpA). Recent investigations found changes in the pattern of degenerative lesions of the SIJ in the normal population in patients with atypical joint forms. Furthermore, atypical SIJ forms are more prevalent in patients with axial spondyloarthritis and mechanical SIJ disease. Mechanical stress from anatomical joint form variation may have an impact on development and progression of axSpA. Furthermore, mechanically induced bone marrow edema may act as an axSpA mimic on MRI and needs to be more accurately classified

Imaging of Joints and Bones in Autoinflammation

Autoinflammatory disorders are commonly characterized by seemingly unprovoked systemic inflammation mainly driven by cells and cytokines of the innate immune system. In many disorders on this spectrum, joint and bone involvement may be observed and imaging of these manifestations can provide essential diagnostic information. This review aimed to provide a comprehensive overview of the imaging characteristics for major diseases and disease groups on the autoinflammatory spectrum, including familial Mediterranean fever (FMF), Behcet disease (BD), crystal deposition diseases (including gout), adult-onset Still's disease (AoSD), and syndromatic synovitis, acne, pustulosis, hyperostosis, and osteitis (SAPHO)/chronic recurrent multifocal osteomyelitis (CRMO). Herein, we discuss common and distinguishing imaging characteristics, phenotypical overlaps with related diseases, and promising fields of future research

Musculature adaption in patients with lumbosacral transitional vertebrae: a matched-pair analysis of 46 patients

Objective: Even though lumbosacral transitional vertebrae (LSTV) are one of the most common congenital anomalies of the spine, their effect on surrounding soft tissues is not well-studied. We therefore aimed at analyzing the association between LSTV and changes in volume, mass, symmetry, and degeneration of lumbar and trunk muscles. Materials and methods: Abdomen-pelvis CT scans were analyzed in patients with LSTV and a matched control group. LSTV were classified according to the Castellvi classification. Muscles were segmented from the remaining soft tissue and their cross-sectional area and volume were examined at five defined levels. Threshold segmentation was used to differentiate between muscle fibers and fat tissue. Matched pairs were compared using Wilcoxon rank sum tests. For comparison of categorical data, chi-squared tests were performed and for associations between the degree of fusion and muscle size and degeneration, Spearman's correlation coefficients were calculated. Inter- and intrarater reliabilities were evaluated by computing intraclass correlation coefficients. Results: Forty-six patients with LSTV and 46 controls were included. Muscle volume of the paraspinal and trunk muscles was significantly lower (707.0 cm(3) vs. 809.7 cm(3), p < 0.001) and fatty muscle changes were significantly increased in all but the caudal paravertebral muscles of LSTV patients (M. psoas p < 0.04, M. quadratus lumborum p < 0.001, paravertebral muscles p = 0.011, M. rectus abdominis p < 0.001, M. obliquus abdominis p < 0.001). Correlations between the degree of Castellvi classification and muscle volume were significant (p = 0.001). Conclusion: LSTV are associated with a reduction in muscle volume and an increase in muscle degeneration of both lumbar and trunk muscles

Perturbed Angular Correlation Studies in SrTi0₃ Single Crystals

The quadrupole hyperfine interactions of ^111Cd/^111 probe nuclei in single-crystalline SrTiO₃ perovskite samples were investigated using Perturbed Angular Correlation spectroscopy. Three electric field gradients were detected and their fractions and hyperfine parameters were measured in the temperature range from 26 to 700 K. The fraction f₀ having a vanishing quadrupole frequency, as expected for ^111Cd on substitutional sites in a cubic lattice, starts to develop around 300 K and reaches 100% at 700 K. Two well-defined EFG's having closely lying quadrupole frequencies and asymmetry parameters of ω_(Q1) = 49.1(3) Mrad/s, η_(1) = 0.10(2) and ω_(Q2) = 51 8(3) Mrad/s, η_(2)= 0.12(2), at room temperature, were identified in the temperature range from 250 to 530 K, and their (100) orientation in the lattice was determined. They are associated with electronic defects at the probe atoms

Poincare Recurrence and Spectral Cascades in Three-Dimensional Quantum Turbulence

The time evolution of the ground state wave function of a zero-temperature Bose-Einstein condensate (BEC) gas is well described by the Hamiltonian Gross-Pitaevskii (GP) equation. Using a set of appropriately interleaved unitary collision-stream operators, a qubit lattice gas algorithm is devised, which on taking moments, recovers the Gross-Pitaevskii (GP) equation under diffusion ordering (time scales as length2). Unexpectedly, there is a class of initial states whose Poincaré recurrence time is extremely short and which, as the grid resolution is increased, scales with diffusion ordering (and not as length3). The spectral results of J. Yepez et al. [Phys. Rev. Lett. 103, 084501 (2009).] for quantum turbulence are revised and it is found that it is the compressible kinetic energy spectrum that exhibits three distinct spectral regions: a small-k classical-like Kolmogorov k−5/3, a steep semiclassical cascade region, and a large-k quantum vortex spectrum k−3. For most evolution times the incompressible kinetic energy spectrum exhibits a somewhat robust quantum vortex spectrum of k−3 for an extended range in k with a k−3.4 spectrum for intermediate k. For linear vortices of winding number 1 there is an intermittent loss of the quantum vortex cascade with its signature seen in the time evolution of the kinetic energy Ekin(t ), the loss of the quantum vortex k−3 spectrum in the incompressible kinetic energy spectrum as well as the minimalization of the vortex core isosurfaces that would totally inhibit any Kelvin wave vortex cascade. In the time intervals around these intermittencies the incompressible kinetic energy also exhibits a multicascade spectrum

Otpornost toplinski i kemijski modificiranog drva na habanje

Wood modification is an appropriate way of improving the natural durability and dimensional stability of wood without the use of biocides. Different thermal and chemical wood modification processes are available for this purpose, very differently affecting the structural integrity of wood. In this study, thermally modified, melamine resin treated, acetylated, furfurylated, and mDMDHEU treated wood underwent abrasion tests according to two different methods representing different loads in practice. The Taber Abraser method caused crosswise cutting into the wood surface, while the Shaker method challenged mainly the specimen edges with dynamic loads. Abrasion resistance of wood was affected by all types of cell wall modification, but the effects were strongly dependent on the type of modification and the applied load type. For characterising the suitability of wooden materials with respect to wear resistance under outdoor conditions, it is recommended to apply a set of methods rather than a single test procedure to fully reflect the loads occurring in practice.Modifikacija drva prikladan je način poboljšanja njegove prirodne trajnosti i dimenzijske stabilnosti bez upotrebe biocida. Za tu namjenu dostupni su različiti postupci toplinske i kemijske modifikacije, ali oni vrlo različito utječu na strukturni integritet drva. U ovom su istraživanju toplinski modificirano drvo, drvo modificirano melaminskom smolom, acetilirano i furfurilirano drvo te drvo modificirano mDMDHEU-om podvrgnuti ispitivanju otpornosti na habanje, i to primjenom dviju različitih metoda koje u praksi rezultiraju različitim opterećenjima. Metoda Taber abraser uzrokovala je poprečno habanje površine drva, a metoda Shaker dinamičkim je opterećenjima uglavnom prouzročila habanje rubova uzoraka. Na otpornost drva na habanje utjecale su sve vrste modifikacija drvnih stanica, ali učinci su izrazito ovisili o vrsti modifikacije i vrsti opterećenja. Za karakterizaciju prikladnosti drvnih materijala s obzirom na otpornost na habanje u vanjskim uvjetima preporučuje se primijeniti skup metoda, što je bolje od primjene samo jedne vrste ispitivanja kako bi se u potpunosti simulirala opterećenja koja se pojavljuju u praksi

Asymptomatic secondary hyperparathyroidism can mimic sacroiliitis on computed tomography

Secondary hyperparathyroidism (sHPT) as a result of chronic kidney disease (CKD) is a common health problem and has been reported to manifest at the sacroiliac joints (SIJ). The aim of this investigation was to systematically assess sacroiliac joint changes in asymptomatic sHPT as detected by high-resolution CT. Included in this IRB-approved retrospective case-control study were 56 patients with asymptomatic sHPT as well as 259 matched controls without SIJ disease. Demographic data were retrieved from electronic patient records. High-resolution computed tomography datasets of all patients were subjected to a structured scoring, including erosions, sclerosis, osteophytes, joint space alterations and intraarticular calcifications. Chi(2) tests were used to compare frequencies of lesions. Erosions were significantly more prevalent in patients with sHPT, and were found mainly in the ventral (28.6% vs. 13.9%; p = 0.016) and middle (17.9% vs. 7.7%; p = 0.040) iliac portions of the SIJ. Partial ankylosis was rare in both cohorts (3.6% vs. 5.0%; p > 0.999); complete ankylosis was not observed. Neither extent not prevalence of sclerosis or calcifications differed significantly between groups. Joint lesions reminiscent of sacroiliitis can be found in a substantial portion of asymptomatic patients with secondary hyperparathyroidism. Further investigations into the clinical significance of these findings are warranted