Distributed Knowledge Modeling and Integration of Model-Based Beliefs into the Clinical Decision-Making Process

Das Treffen komplexer medizinischer Entscheidungen wird durch die stetig steigende Menge an zu berücksichtigenden Informationen zunehmend komplexer. Dieser Umstand ist vor allem auf die Verfügbarkeit von immer präziseren diagnostischen Methoden zur Charakterisierung der Patienten zurückzuführen (z.B. genetische oder molekulare Faktoren). Hiermit einher geht die Entwicklung neuartiger Behandlungsstrategien und Wirkstoffe sowie die damit verbundenen Evidenzen aus klinischen Studien und Leitlinien. Dieser Umstand stellt die behandelnden Ärztinnen und Ärzte vor neuartige Herausforderungen im Hinblick auf die Berücksichtigung aller relevanten Faktoren im Kontext der klinischen Entscheidungsfindung. Moderne IT-Systeme können einen wesentlichen Beitrag leisten, um die klinischen Experten weitreichend zu unterstützen. Diese Assistenz reicht dabei von Anwendungen zur Vorverarbeitung von Daten für eine Reduktion der damit verbundenen Komplexität bis hin zur systemgestützten Evaluation aller notwendigen Patientendaten für eine therapeutischen Entscheidungsunterstützung. Möglich werden diese Funktionen durch die formale Abbildung von medizinischem Fachwissen in Form einer komplexen Wissensbasis, welche die kognitiven Prozesse im Entscheidungsprozess adaptiert. Entsprechend werden an den Prozess der IT-konformen Wissensabbildung erhöhte Anforderungen bezüglich der Validität und Signifikanz der enthaltenen Informationen gestellt. In den ersten beiden Kapiteln dieser Arbeit wurden zunächst wichtige methodische Grundlagen im Kontext der strukturierten Abbildung von Wissen sowie dessen Nutzung für die klinische Entscheidungsunterstützung erläutert. Hierbei wurden die inhaltlichen Kernthemen weiterhin im Rahmen eines State of the Art mit bestehenden Ansätzen abgeglichen, um den neuartigen Charakter der vorgestellten Lösungen herauszustellen. Als innovativer Kern wurde zunächst die Konzeption und Umsetzung eines neuartigen Ansatzes zur Fusion von fragmentierten Wissensbausteinen auf der formalen Grundlage von Bayes-Netzen vorgestellt. Hierfür wurde eine neuartige Datenstruktur unter Verwendung des JSON Graph Formats erarbeitet. Durch die Entwicklung von qualifizierten Methoden zum Umgang mit den formalen Kriterien eines Bayes-Netz wurden weiterhin Lösungen aufgezeigt, welche einen automatischen Fusionsprozess durch einen eigens hierfür entwickelten Algorithmus ermöglichen. Eine prototypische und funktionale Plattform zur strukturierten und assistierten Integration von Wissen sowie zur Erzeugung valider Bayes-Netze als Resultat der Fusion wurde unter Verwendung eines Blockchain Datenspeichers implementiert und in einer Nutzerstudie gemäß ISONORM 9241/110-S evaluiert. Aufbauend auf dieser technologischen Plattform wurden im Anschluss zwei eigenständige Entscheidungsunterstützungssysteme vorgestellt, welche relevante Anwendungsfälle im Kontext der HNO-Onkologie adressieren. Dies ist zum einen ein System zur personalisierten Bewertung von klinischen Laborwerten im Kontext einer Radiochemotherapie und zum anderen ein in Form eines Dashboard implementiertes Systems zur effektiveren Informationskommunikation innerhalb des Tumor Board. Beide Konzepte wurden hierbei zunächst im Rahmen einer initialen Nutzerstudie auf Relevanz geprüft, um eine nutzerzentrische Umsetzung zu gewährleisten. Aufgrund des zentralen Fokus dieser Arbeit auf den Bereich der klinischen Entscheidungsunterstützung, werden an zahlreichen Stellen sowohl kritische als auch optimistische Aspekte der damit verbundenen praktischen Lösungen diskutiert.:1 Introduction 1.1 Motivation and Clinical Setting 1.2 Objectives 1.3 Thesis Outline 2 State of the Art 2.1 Medical Knowledge Modeling 2.2 Knowledge Fusion 2.3 Clinical Decision Support Systems 2.4 Clinical Information Access 3 Fundamentals 3.1 Evidence-Based Medicine 3.1.1 Literature-Based Evidence 3.1.2 Practice-Based Evidence 3.1.3 Patient-Directed Evidence 3.2 Knowledge Representation Formats 3.2.1 Logic-Based Representation 3.2.2 Procedural Representation 3.2.3 Network or Graph-Based Representation 3.3 Knowledge-Based Clinical Decision Support 3.4 Conditional Probability and Bayesian Networks 3.5 Clinical Reasoning 3.5.1 Deterministic Reasoning 3.5.2 Probabilistic Reasoning 3.6 Knowledge Fusion of Bayesian Networks 4 Block-Based Collaborative Knowledge Modeling 4.1 Data Model 4.1.1 Belief Structure 4.1.2 Conditional Probabilities 4.1.3 Metadata 4.2 Constraint-Based Automatic Knowledge Fusion 4.2.1 Fusion of the Bayesian Network Structures 4.2.2 Fusion of the Conditional Probability Tables 4.3 Blockchain-Based Belief Storage and Retrieval 4.3.1 Blockchain Characteristics 4.3.2 Relevance for Belief Management 5 Selected CDS Applications for Clinical Practice 5.1 Distributed Knowledge Modeling Platform 5.1.1 Requirement Analysis 5.1.2 System Architecture 5.1.3 System Evaluation 5.1.4 Limitations of the Proposed Solution 5.2 Personalization of Laboratory Findings 5.2.1 Requirement Analysis 5.2.2 System Architecture 5.2.3 Limitations of the Proposed Solution 5.3 Dashboard for Collaborative Decision-Making in the Tumor Board 5.3.1 Requirement Analysis 5.3.2 System Architecture 5.3.3 Limitations of the Proposed Solution 6 Discussion 6.1 Goal Achievements 6.2 Contributions and Conclusion 7 Bibliograph

From the production of the single cell to the end of life of the battery module: the development of parameter variation of lithium-ion cells

(English) In lithium-ion batteries, depending on the requirements, many individual cells are connected in series and parallel. Despite very similar individual cell parameters after production, they can develop differently during the subsequent ageing process due to intrinsic and extrinsic influences. A pronounced parameter variation of the assembled cells ultimately leads to a reduced utilisation of the lithium-ion battery and thus also to a reduced lifetime. The aim of this work is therefore to gain a better understanding of the origin and development of parameter variation during the ageing process. The work is divided into three major parts. At the beginning, parameters such as capacity and internal resistance of 480 brand-new cells of one production batch are recorded. The obtained values allow the calculation of the production-related parameter variation of the cells. In order to investigate the development of the parameter variation during cell ageing, numerous ageing tests are carried out in this work. These are divided into single cell tests and module tests. With the help of single cell ageing tests, the development of the parameter variation of unconnected cells is investigated. Here, several cells are combined into groups and aged under identical conditions. In order to show the influence of different operating conditions on the parameter variation during single cell ageing, the cell groups are aged at different temperatures and different load currents. Finally, by ageing various self-built modules, the development of the parameter variation of cells connected in series and in parallel is investigated. By varying the load current and the number of cells connected in parallel, further dependencies are investigated. The measured data show that both the load on the cells and the ambient temperature have a decisive influence on the development of parameter variation. Operating conditions near the lithium plating boundary are particularly problematic. Since the onset of lithium plating varies slightly between the ageing cells, there are extreme differences in the ageing rate over a certain period of time. This ultimately leads to large parameter variations in the tests carried out. The cells used in this work are cylindrical cells in 18650 format with a nominal capacity of 2.6 Ah (Samsung ICR18650-26J). The high-energy cells consist of a NMC cathode and a graphite anode.(Català) Les bateries de ions de liti estan formades per l’associació sèrie i paral·lel de diferents cel·les en funció dels requeriments. Malgrat que els processos productius asseguren molt poques variacions en la fabricació, aquestes poden evolucionar en el temps de manera diferent degut a les influències internes o externes. Si aquesta variació dels paràmetres de cada cel·la és molt gran es reduirà la capacitat i la vida útil de la bateria. L’objectiu d’aquest treball és aprofundir en el coneixement de l’origen dels fenòmens que provoquen la variació dels paràmetres característics de la bateria durant el seu ús i el pas del temps. El treball està dividit en tres grans parts. Inicialment, s’han mesurat paràmetres com la capacitat o la resistència interna de 480 cel·les noves del mateix lot. Els valors obtinguts han permès calcular la variació de paràmetres deguda al procés productiu. Per tal d’investigar la variació dels paràmetres també durant l’ús i envelliment de les cel·les s’han realitzat tests tant de cel·les individuals com de mòduls de bateries. Amb l’ajut de l’envelliment de cel·les individuals s’investiga l’envelliment de cel·les no connectades entre elles. A partir d’aquest punt, diferents cel·les s’han convinat en grup i s’han envellit en les mateixes condicions. Per tal de poder observar la influència de les diferents condicions d’operació en la variació dels paràmetres durant l’envelliment, altres grups s’han envellit en diferents condicions de temperatura i càrrega. Finalment, mitjançant l’envelliment de diferents grups de cel·les connectades en sèrie i en paral·lel formant una bateria s’han envellit i monitoritzat els seus paràmetres. Les dades obtingudes mostren que tant el nivell de càrrega de les cel·les com la temperatura ambient tenen una influència decisiva en la variació dels paràmetres. Condicions d’operació properes a la metal·lització del liti (lithium plating) són particularment problemàtiques. Atès que l'inici de la metal·lització del liti varia lleugerament entre les cèl·lules envellides, existeixen diferencies extremes entre cel·les. Això provoca grans variacions dels paràmetres de les cel·les envellides. Les cel·les usades en aquest treball són cilíndriques del tipus 18650 amb una capacitat nominal de 2.6 Ah. Les cel·les, d’alta energia, consisteixen un càtode NMC i un ànode de grafitPostprint (published version

Динамічні здібності в німецьких фінансових компаніях

Purpose. The purpose of this work is to investigate processes constituting to Dynamic Capabilities in companies of the German financial services industry. Design/Method/Approach. Exploratory with a qualitative approach and a multiple case study method. Findings. The results indicate a connection of Dynamic Capabilities and the dynamism of the environment. The actual Dynamic Capabilities seem to operate in business model related activities, such as distribution channels, but not in product development. Theoretical implications. Suggestions are given for the development of a comparative measurement concept for Dynamic Capabilities. furthermore, the inclusion of environmental dynamism in the research is emphasized. Practical implications. Firms can use the structure of sensing, seizing and reconfiguration and apply the dimensions for the relational measurement to evaluate their innovation activities. Originality/Value. Connections of Dynamic Capabilities to the environmental dynamism were found. Furthermore, the process lens of this research makes the theoretical concept of dynamic capabilities more graspable and gives suggestions for an operationalization.   Paper type – empirical.    Цель работы – исследовать процессы, образующие динамические способности в немецких финансовых компаниях. Дизайн/Метод/Подход исследования. Эксплоративный качественный анализ эмпирических данных методом множественного ситуационного анализа (multiple case study). Результаты исследования. Результаты свидетельствуют о взаимосвязи динамических способностей с динамикой внешней среды компании. На данный момент динамические способности проявляются в операциях, связанных с основной бизнес моделью. Например, они присутствуют в развитии каналов поставки услуг, но не обнаружены в развитии продуктов.   Теоретическое значение исследования. Предложены рекомендации по развитию концепции сравнительного измерения динамических способностей. Подтверждена взаимосвязь с динамикой внешней среды компании. Практическое значение исследования. Компании могут использовать структуру sensing -> seizing -> reconfiguration и использовать данные измерения (dimensions) для сравнительной оценки своих инновационных операций. Оригинальность/Ценность/Научная новизна исследования. Подтверждена взаимосвязь динамических способностей с динамикой внешней среды компании. Процессуальный подход сделал теоретический конструкт динамических способностей более понятным для измерения. Предложены пути операционализации конструкта динамических способностей.   Тип статьи – эмпирическая.Мета роботи – дослідити процеси, що утворюють динамічні здатності в німецьких фінансових компаніях. Дизайн/Метод/Підхід дослідження. Експлоративний якісний аналіз емпіричних даних методом множинного ситуаційного аналізу (multiple case study).. Результати дослідження. Результати свідчать про взаємозв'язок динамічних здібностей з динамікою зовнішнього середовища компанії. На даний момент динамічні здібності виявляються в операціях, пов'язаних з основною бізнес моделлю. Наприклад, вони присутні в розвитку каналів поставки послуг, але не виявлені в розвитку продуктів. Теоретичне значення дослідження. Запропоновано рекомендації з розвитку концепції порівняльного вимірювання динамічних здібностей. Підтверджено взаємозв'язок з динамікою зовнішнього середовища компанії. Практичне значення дослідження. Компанії можуть використовувати структуру sensing -> seizing -> reconfiguration і використовувати дані виміри (dimensions) для порівняльної оцінки своїх інноваційних операцій. Оригінальність/Цінність/наукова новізна дослідження. Підтверджено взаємозв'язок динамічних здібностей з динамікою зовнішнього середовища компанії. Процесуальний підхід зробив теоретичний конструкт динамічних здібностей більш зрозумілим для вимірювання. Запропоновано шляхи операціоналізації конструкту динамічних здібностей..   Тип статті – емпірична

Leveraging big satellite image and animal tracking data for characterizing large mammal habitats

Die zunehmende Verfügbarkeit von Satellitenfernerkundungs- und Wildtier-Telemetriedaten eröffnet neue Möglichkeiten für eine verbesserte Überwachung von Wildtierhabitaten durch Habitatmodelle, doch fehlt es häufig an geeigneten Ansätzen, um dieses Potenzial voll auszuschöpfen. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit bestand in der Konzipierung und Weiterentwicklung von Ansätzen zur Nutzung des Potenzials großer Satellitenbild- und Telemetriedatensätze in Habitatmodellen. Am Beispiel von drei großen Säugetierarten in Europa (Eurasischer Luchs, Rothirsch und Reh) wurden Ansätze entwickelt, um (1) Habitatmodelle mit dem umfangreichsten global und frei verfügbaren Satellitenbildarchiv der Landsat-Satelliten zu verknüpfen und (2) Wildtier-Telemetriedaten über Wildtierpopulationen hinweg in großflächigen Analysen der Habitateignung und -nutzung zu integrieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit belegen das enorme Potenzial von Landsat-basierten Variablen als Prädiktoren in Habitatmodellen, die es ermöglichen von statischen Habitatbeschreibungen zu einem kontinuierlichen Monitoring von Habitatdynamiken über Raum und Zeit überzugehen. Die Ergebnisse meiner Forschung zeigen darüber hinaus, wie wichtig es ist, die Kontextabhängigkeit der Lebensraumnutzung von Wildtieren in Habitatmodellen zu berücksichtigen, insbesondere auch bei der Integration von Telemetriedatensätzen über Wildtierpopulationen hinweg. Die Ergebnisse dieser Dissertation liefern neue ökologische Erkenntnisse, welche zum Management und Schutz großer Säugetiere beitragen können. Darüber hinaus zeigt meine Forschung, dass eine bessere Integration von Satellitenbild- und Telemetriedaten eine neue Generation von Habitatmodellen möglich macht, welche genauere Analysen und ein besseres Verständnis von Lebensraumdynamiken erlaubt und so Bemühungen zum Schutz von Wildtieren unterstützen kann.The growing availability of satellite remote sensing and animal tracking data opens new opportunities for an improved monitoring of wildlife habitats based on habitat models, yet suitable approaches for making full use of this potential are commonly lacking. The overarching goal of this thesis was to develop and advance approaches for harnessing the potential of big satellite image and animal tracking data in habitat models. Specifically, using three large mammal species in Europe as an example (Eurasian lynx, red deer, and roe deer), I developed approaches for (1) linking habitat models to the largest global and freely available satellite image record, the Landsat image archive, and (2) for integrating animal tracking datasets across wildlife populations in large-area assessments of habitat suitability and use. The results of this thesis demonstrate the enormous potential of Landsat-based variables as predictors in habitat models, allowing to move from static habitat descriptions to a continuous monitoring of habitat dynamics across space and time. In addition, my research underscores the importance of considering context-dependence in species’ habitat use in habitat models, particularly also when integrating tracking datasets across wildlife populations. The findings of this thesis provide novel ecological insights that help to inform the management and conservation of large mammals and more broadly, demonstrate that a better integration of satellite image and animal tracking data will allow for a new generation of habitat models improving our ability to monitor and understand habitat dynamics, thus supporting efforts to restore and protect wildlife across the globe

The Rhetoric of Perpetual Warfare: A Political Discourse Analysis of the Obama Administration’s Legitimation of U.S. Drone Strikes

Since 2002, the United States has engaged in a new form of warfare that is not fought by armies or navies but by pilotless aircraft able to conduct surveillance and direct missile strikes across the globe. To date, US military drones have launched hundreds of attacks against locations in Pakistan, Somalia, and Yemen (Bureau of Investigative Journalism 2016). During the Obama presidency, a program that began as a strategic alternative to direct military intervention became the dominant means of confronting imminent threats to national security before they came to fruition. Increased reliance upon this new technology has resulted in international criticism (IHRCRC 2012; Amnesty International 2013a). Using a theoretical framework based upon critical discourse analysis, I examine the discursive features employed by President Obama and his advising legal and counterterrorism staff to legitimate the use of drone missile strikes. Taking into account previous research on metaphors (Lakoff and Johnson 2003), legitimation (van Leeuwen 2008; Reyes 2011), and temporal discourse (Dunmire 2011), I examine how the political discourse incorporates metaphorical conceptualizations that dehumanize, use fear to discourage regulation of drone strikes and create projections of the future that cast the drone program as an imperative to national security

Katalog der Bibliothek des Mannheimer Vereins für Naturkunde

aus dem Vorwort: "Katalog der Vereinsbibliothek, die im zweiten Stock des grossen Bibliotheksaales des damaligen Grossherzoglichen Schlosses ihre Aufstellung gefunden hat und der öffentlichen Bibliothek zur Verwaltung und Mitbenutzung übergeben war." Aus Anlass der Überlassung des Bibliotheksbestands an die UB Mannheim (Februar 2005) digitalisiert

Exploring risk pooling in hospitals to reduce demand and lead time uncertainty

Nearly every eighth German hospital faces an elevated risk of bankruptcy. An inappropriate use of inventory management practices is among the causes. Hospitals suffer from demand and lead time uncertainty, and the current COVID-19 pandemic worsened the plight. The popular business logistics concept of risk pooling has been shown to reduce these uncertainties in industry and trade, but has been neglected as a variability reduction method in healthcare operations research and practice. Based on a survey with 223 German hospitals, this study explores how ten risk pooling methods can be adapted and applied in the healthcare context to reduce economic losses while maintaining a given service level. The results suggest that in general risk pooling may improve the economic situation of hospitals and, in particular, inventory pooling, transshipments, and product substitution for medications and consumer goods are the most effective methods in the healthcare context, while form postponement may be unsuitable for hospitals due to the required efforts, delay in treatments, and liability issues. The application of risk pooling in healthcare requires willingness to exchange information and to cooperate, adequate IT infrastructure, compatibility, adherence to healthcare laws and regulations, and securing the immediate treatment of emergencies. Compared to manufacturing and trading companies, hospitals seem to currently neglect the variability reducing effect of risk pooling