Impact of COVID-19 on cardiovascular testing in the United States versus the rest of the world

Objectives: This study sought to quantify and compare the decline in volumes of cardiovascular procedures between the United States and non-US institutions during the early phase of the coronavirus disease-2019 (COVID-19) pandemic. Background: The COVID-19 pandemic has disrupted the care of many non-COVID-19 illnesses. Reductions in diagnostic cardiovascular testing around the world have led to concerns over the implications of reduced testing for cardiovascular disease (CVD) morbidity and mortality. Methods: Data were submitted to the INCAPS-COVID (International Atomic Energy Agency Non-Invasive Cardiology Protocols Study of COVID-19), a multinational registry comprising 909 institutions in 108 countries (including 155 facilities in 40 U.S. states), assessing the impact of the COVID-19 pandemic on volumes of diagnostic cardiovascular procedures. Data were obtained for April 2020 and compared with volumes of baseline procedures from March 2019. We compared laboratory characteristics, practices, and procedure volumes between U.S. and non-U.S. facilities and between U.S. geographic regions and identified factors associated with volume reduction in the United States. Results: Reductions in the volumes of procedures in the United States were similar to those in non-U.S. facilities (68% vs. 63%, respectively; p = 0.237), although U.S. facilities reported greater reductions in invasive coronary angiography (69% vs. 53%, respectively; p < 0.001). Significantly more U.S. facilities reported increased use of telehealth and patient screening measures than non-U.S. facilities, such as temperature checks, symptom screenings, and COVID-19 testing. Reductions in volumes of procedures differed between U.S. regions, with larger declines observed in the Northeast (76%) and Midwest (74%) than in the South (62%) and West (44%). Prevalence of COVID-19, staff redeployments, outpatient centers, and urban centers were associated with greater reductions in volume in U.S. facilities in a multivariable analysis. Conclusions: We observed marked reductions in U.S. cardiovascular testing in the early phase of the pandemic and significant variability between U.S. regions. The association between reductions of volumes and COVID-19 prevalence in the United States highlighted the need for proactive efforts to maintain access to cardiovascular testing in areas most affected by outbreaks of COVID-19 infection

Untersuchung der elektrischen Feldstärke und des Teilentladungsverhaltens an keramischen Schaltungsträgern

Hohe Sperrspannungen in Leistungsmodulen bedürfen einer verlässlichen elektrischen Isolation gegen den Kühlkörper. Diese sollte auch hohen Lebensdaueranforderungen genügen. Die fortwährende Erhöhung der Spannungsklasse und der Leistungsdichte in Traktions- und Energieübertragungsanwendungen erschwert die Erfüllung dieser Anforderungen. Um die gestiegenen Anforderungen auch in Zukunft erfüllen zu können, stellt die Verwendung von keramischen Schaltungsträgern eine Schlüsseltechnologie im Hinblick auf die elektrische Isolierung in Leistungsmodulen dar. Keramische Schaltungsträger besitzen jedoch kritische Bereiche in Bezug auf die elektrische Feldstärke und somit die Teilentladung, sowie den elektrischen Durchbruch an den Metallisierungskanten auf der Keramik. Auch kann eine andauernde Degr adation der Isolierstoffe durch Teilentladung irreversible Schädigungen verursachen. Die Auswirkungen von Geometrie, Materialien und Anordnung auf die elektrische Feldstärke wurden in dieser Arbeit mit Hilfe von Simulationen untersucht, und keramische Schaltungsträger wurden entwickelt. Die Teilentladungseinsetzspannung wurde in Abhängigkeit von geometrischen und materialbedingten Variationen sowie Veränderungen der Anordnung gemessen und später mit den Ergebnissen aus den Simulationen korreliert. In dieser Arbeit wurde eine neue rechengitterunabhängige Evaluierungsprozedur entwickelt, die im Vergleich mit bisherigen Verfahren zu numerisch robusten Simulationsergebnissen führt. Damit ist ein stabiler Vergleich von gemessenen und simulierten Feldstärken in Keramiksubstraten gewährleistet. Die Simulationsergebnisse wurden anhand von phasenaufgelösten Teilentladungsmessungen von speziell angefertigten Keramiksubstraten verifiziert. Eine Studie dieser Dissertation ergab unter anderem, dass idealerweise kein Versatz zwischen oberer und unterer Keramikmetallisierung bestehen sollte. Dies führt zu einer Erhöhung der Teilentladungseinsetzspannung von bis zu 35 % im Vergleich zu üblichen Abmessungen. Diese Anpassung des Layouts verursacht keine zusätzlichen Kosten. Weiter wurde festgestellt, dass die Vergrößerung der Keramikdicke eine nichtlineare Erhöhung der Teilentladungseinsetzspannung zur Folge hat. Simulationen sowie auch Messungen zeigen, dass die Dielektrizitätskonstante des Vergussmaterials die Teilentladungseinsetzspannung stark beeinflusst. Zudem kann die Verwendung ein er geometrischen Feldsteuerung mittels Feldplatte die Teilentladungseinsetzspannung um 15 % erhöhen. Auch ein Stapeln von keramischen Substraten führt zu höheren Teilentladungseinsetzspannungen, wodurch eine Reduzierung der Keramikdicke auf weniger als 70 % ermöglicht wird. Die Simulations- und Messergebnisse wurden evaluiert, und eine Korrelation der berechneten Feldstärken und der Teilentladungseinsetzspannung wurde durchgeführt, welche eine lineare Abhängigkeit aufzeigt. Die in dieser Arbeit entwickelte simulationsgestützte statistische Auswertung erlaubt eine verlässliche Vorhersage der Teilentladungseinsetzspannung. Zusätzlich wurde ein Interpolationsprogramm entwickelt, das eine simulationsunabhängige Auswertung und eine nachträgliche Interpolation eines zuvor berechneten mehrdimens ionalen Parametersatzes ermöglicht und als Zielgröße die elektrische Feldstärke ausgibt

Untersuchung der elektrischen Feldstärke und des Teilentladungsverhaltens an keramischen Schaltungsträgern

Hohe Sperrspannungen in Leistungsmodulen bedürfen einer verlässlichen elektrischen Isolation gegen den Kühlkörper. Diese sollte auch hohen Lebensdaueranforderungen genügen. Die fortwährende Erhöhung der Spannungsklasse und der Leistungsdichte in Traktions- und Energieübertragungsan-wendungen erschwert die Erfüllung dieser Anforderungen. Um die gestiegenen Anforderungen auch in Zukunft erfüllen zu können, stellt die Verwendung von keramischen Schaltungsträgern eine Schlüs-seltechnologie im Hinblick auf die elektrische Isolierung in Leistungsmodulen dar. Keramische Schaltungsträger besitzen jedoch kritische Bereiche in Bezug auf die elektrische Feld-stärke und somit die Teilentladung, sowie den elektrischen Durchbruch an den Metallisierungskanten auf der Keramik. Auch kann eine andauernde Degradation der Isolierstoffe durch Teilentladung irre-versible Schädigungen verursachen. Die Auswirkungen von Geometrie, Materialien und Anordnung auf die elektrische Feldstärke wurden in dieser Arbeit mit Hilfe von Simulationen untersucht, und keramische Schaltungsträger wurden entwickelt. Die Teilentladungseinsetzspannung wurde in Abhän-gigkeit von geometrischen und materialbedingten Variationen sowie Veränderungen der Anordnung gemessen und später mit den Ergebnissen aus den Simulationen korreliert. In dieser Arbeit wurde eine neue rechengitterunabhängige Evaluierungsprozedur entwickelt, die im Vergleich mit bisherigen Verfahren zu numerisch robusten Simulationsergebnissen führt. Damit ist ein stabiler Vergleich von gemessenen und simulierten Feldstärken in Keramiksubstraten gewährleistet. Die Simulationsergebnisse wurden anhand von phasenaufgelösten Teilentladungsmessungen von speziell angefertigten Keramiksubstraten verifiziert. Eine Studie dieser Dissertation ergab unter ande-rem, dass idealerweise kein Versatz zwischen oberer und unterer Keramikmetallisierung bestehen sollte. Dies führt zu einer Erhöhung der Teilentladungseinsetzspannung von bis zu 35 % im Vergleich zu üblichen Abmessungen. Diese Anpassung des Layouts verursacht keine zusätzlichen Kosten. Wei-ter wurde festgestellt, dass die Vergrößerung der Keramikdicke eine nichtlineare Erhöhung der Tei-lentladungseinsetzspannung zur Folge hat. Simulationen sowie auch Messungen zeigen, dass die Dielektrizitätskonstante des Vergussmaterials die Teilentladungseinsetzspannung stark beeinflusst. Zudem kann die Verwendung einer geometrischen Feldsteuerung mittels Feldplatte die Teilentla-dungseinsetzspannung um 15 % erhöhen. Auch ein Stapeln von keramischen Substraten führt zu höheren Teilentladungseinsetzspannungen, wodurch eine Reduzierung der Keramikdicke auf weniger als 70 % ermöglicht wird. Die Simulations- und Messergebnisse wurden evaluiert, und eine Korrelation der berechneten Feld-stärken und der Teilentladungseinsetzspannung wurde durchgeführt, welche eine lineare Abhängigkeit aufzeigt. Die in dieser Arbeit entwickelte simulationsgestützte statistische Auswertung erlaubt eine verlässliche Vorhersage der Teilentladungseinsetzspannung. Zusätzlich wurde ein Interpolationspro-gramm entwickelt, das eine simulationsunabhängige Auswertung und eine nachträgliche Interpolation eines zuvor berechneten mehrdimensionalen Parametersatzes ermöglicht und als Zielgröße die elekt-rische Feldstärke ausgibt.High blocking voltages in power modules require a reliable electrical insulation against the heat sink. This insulation should also meet high lifetime requirements. The continuous increase of the voltage class and the power density in traction and power transmission applications drastically aggravates compliance with these requirements. To meet the elevated requirements in the future, the use of ceramic circuit carriers is a key technology for the electrical insulation in power modules. Unfortunately, ceramic circuit carriers exhibit critical areas in terms of the electric field strengths and thus the partial discharge, as well as the electrical breakdown at the metallization edges on the ceram-ic. Moreover, a sustained degradation of the insulating materials by partial discharge can cause irre-versible damage. The impact of the geometry, materials, and the arrangement on the electric field strength were investigated in this work. For that purpose, a simulation strategy and ceramic circuit carriers were developed. The partial discharge inception voltage was measured as a function of geo-metrical and material-related variations, and, additionally, changes of the arrangement. The so-obtained values were then correlated with the simulated results. During this work, a novel computational grid-independent evaluation procedure was introduced. By contrast to related work, this guarantees numerical robust and hence comparable results of the simu-lations for the electric field strengths in ceramic substrates. Simulation results were validated through phase-resolved partial discharge measurements of custom-tailored ceramic substrates. One study conducted in the scope of this work revealed that ideally there should be no offset between the upper and the lower ceramic metallization. This leads to an increase in the partial discharge inception voltage of up to 35 % compared to conventional layouts. Such an adjustment does not incur any additional costs. Furthermore, it has been shown that increasing the thickness of the ceramic leads to a non-linear increase of the partial discharge inception voltage. Both simulations and measurements show that the dielectric constant of the potting material strongly influences the partial discharge inception voltage. In addition, the use of geometric field control by a field plate can increase the partial dis-charge inception voltage by 15 %. Stacking ceramic substrates also results in higher partial discharge inception voltages, thus permitting a reduction of the ceramic thickness to less than 70 %. The simulation and measurement results were evaluated and a correlation of the calculated field strengths and the partial discharge inception voltage was performed, showing a strongly linear de-pendency. In this work, a novel simulation-based statistical evaluation routine was developed. Its pre-dictive power was widely demonstrated. In addition, an interpolation program was developed that enables a simulation-independent evaluation and a subsequent interpolation of a previously computed multidimensional parameter set. As an output, it yields the electric field strength

Corrosion in PE Systems - Environmental Testing, Corrosion Detection and Protection: Presentation held at ECPE Workshop, Bremen, June 06, 2019

From field returns and first industrial projects to 1. Basic research of corrosion mechanism 2. Research projects concerning 2.1. detection of humidity and corrosion 2.2. corrosion protection 2.3. harmful gas requirements and standard development 3. Setup of an environmental la

Enhancement of the partial discharge inception voltage of DBCs by adjusting the permittivity of the encapsulation

Partial discharge (PD) is a key degradation mechanism of insulating materials such as ceramics in power modules. Among others, this is due to high voltages under operation of the modules. PD is due to high electric field strengths in the vicinity of the edge of the metallization of the insulating substrate e.g. direct copper bond (DCB). This paper focusses on the encapsulating fluid or gel that influences the partial discharge inception voltage (PDIV) due to its electrical properties. Simulations of the electric field strength were carried out to analyze the effect of the permittivity of the covering fluid. The simulations show a reduction of the electric field strength at the edge of the metallization with increasing relative permittivity. Phase resolved partial discharge (PRPD) measurements were carried out on different ceramic layouts using two inert fluids with different relative permittivity. The results show higher PDIVs for the higher permittivity of the encapsulating liquid. Further investigations were done to study the effect of aging on the electrical properties of a commonly used silicone gel for covering power devices

Enhancing partial discharge inception voltage of DBCs by geometrical variations based on simulations of the electric field strength

As a consequence of higher voltages in power modules the partial discharge (PD) has to be studied more closely for the electrical insulation such as direct bonded copper (DBC) substrates. PD is a key degradation mechanism of insulating materials. This paper focusses on the partial discharge inception voltage (PDIV) of DBC substrates based on Al2O3 or AlN ceramics and the influence of the localization of the upper metallization relative to the lower metallization. Due to high electric field strengths in the vicinity of the edge of the metallization PD occurs in the voids of the ceramic material. Simulations of the electric field strength were carried out to analyze the effect of the layout of the metallization, the relative position of the upper to the lower metallization. The results of th e simulation show a possible reduction of the electric field strength at the edge of the metallization due to geometrical variations. The experimental validation was done by phase resolved partial discharge measurements (PRPD) on different DBCs with varying ceramic materials and thicknesses. Each DBC was varied with respect to metallization layout and a dependency regarding the PDIV could be identified and thereby lead to a possible improvement by an adaption of the relative position of the upper to the lower metallization. This design optimization allows a PDIV enhancement of up to 20 % concerning the established design

Integration of Printed Electronics in Potted Power Electronic Modules

Printed electronics on flexible substrates are attractive for various applications in the field of sensor technology. This work aims at investigating the integration of printed electronics in potted power-electronic modules. Silver (Ag) interdigitated structures with varying electrode dimensions were printed on polyimide and polyethylene terephthalate foil and afterwards potted with Wacker SilGel® 612. Printing ability, adhesion to potting material, and contacting were investigated. Capacitance-voltage measurements were performed to characterize the behavior of printed devices in contact with potting material. Peel tests were performed in order to gain information on the adhesion of different substrate materials to the SilGel. Further, different contacting methods were evaluated. Based on the presented results, the integration of printed electronics in potted power electronic modules is highly feasible and could allow the facile addition of monitoring devices

Vias in DBC substrates for embedded power modules

This paper encompasses an evaluation of five different approaches to produce electrical vias in DBC (Direct Bonded Copper) substrates. The investigated methods of producing vias are based on laser drilling of different via layouts in the DBC substrates. In the next step, a stencil printing, dispensing and mechanical pressing process were tested for filling the via holes. As filling material, copper, silver pastes and copper rivets were used to enable the electrical connection. Before the experiments, electrical simulations have been performed in order to analyse the optimal via layout in the DBC substrates. It could be validated that at high frequency range (1 GHz), the current density distribution improves through the increase of via pitch, via diameter and via numbers. Combined with silver paste as filling material, the electrical characteristics of produced blind-hole vias could be improved compared to the use of copper paste and copper rivets. In conclusion, potential application possibilities for vias in DBC substrate, like three-dimensional power modules, multilayer DBC stacks and chip embedding concepts are discussed