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ZUKUNFTSBÄUME FÜR MÜNSTER – ERARBEITUNG EINES BAUMENTWICKLUNGSKONZEPTES MIT STANDORTSPEZIFISCHEN ARTENEMPFEHLUNGEN UNTER ZUKÜNFTIGEN KLIMABEDINGUNGEN UNTER BERÜCKSICHTIGUNG DES KLIMAHÜLLENKONZEPTES
Durch den voranschreitenden Klimawandel werden die ohnehin ungünstigen Standortbedingungen von Bäumen im urbanen Raum zunehmend schwieriger. Gleichzeitig steigt die Bedeutung von Stadtbäumen, denn im Rahmen der Klimaanpassung haben ihre Ökosystemleistungen einen besonders hohen Stellenwert. Viele der gängigen Arten leiden allerdings stark unter den bereits spürbaren Auswirkungen des Klimawandels – auch im klimatisch vergleichsweise milden Münster. In der vorliegenden Arbeit wird eine vereinfachte Typologisierung der urbanen Baumstandorte in Münster vorgenommen. Unter Berücksichtigung der stadtklimatischen Besonderheiten und spezifischen Einschränkungen wird das Klimahüllenkonzept von Kölling auf die jeweiligen Standorttypen übertragen und in Bezug zu den zukünftig erwarteten klimatischen Verhältnissen gesetzt. Hierbei zeigt sich, dass zum Ende des aktuellen Jahrhunderts nicht mehr viele der klassischen Arten als Stadtbäume in Münster geeignet sein werden. Daher werden standortbezogene Zukunftsbaum-Empfehlungen in Form eines vereinfachten Baumentwicklungskonzeptes erarbeitet. Die Standortgerechtigkeit und die Diversität des urbanen Baumbestandes werden im Hinblick auf die geänderten klimatischen Bedingungen in Zukunft enorm an Bedeutung gewinnen. Die Erweiterung und Optimierung des zukünftigen Stadtbaumsortiments ist insofern ein wichtiger Baustein zur Anpassung des urbanen Baumbestandes an den voranschreitenden Klimawandel.
In diesem Buch sind Lehrbeispiele gesammelt, die Dozierenden wertvolle Anregungen für ihre eigene Lehre liefern: Es werden Ideen für einzelne Übungen, Unterrichtseinheiten, Prüfungen oder ganze Kurse vorgestellt. Die benötigten Materialien sind für die Nutzer online frei verfügbar, um die Anwendung zu vereinfachen.
Alle Beiträge dieses Buches wurden 2020 für den Preis für das beste Health-Data-Science-Lehrmaterial eingereicht, der von der Arbeitsgruppe Lehre und Didaktik der Biometrie der Deutschen Region der Internationalen Biometrischen Gesellschaft und der GMDS ausgeschrieben wurde. So entstand ein breiter Querschnitt an Beiträgen für lebendige Lehre in Biometrie, Epidemiologie, Public Health und ähnlichen Gebieten.
Das Buch knüpft damit an die beiden Bände Zeig mir Biostatistik! und Zeig mir mehr Biostatistik! an, denen ähnliche Ausschreibungen vorausgingen.
Die Herausgeber unterrichten Biometrie als Haupt- oder Nebenfach an verschiedenen Universitäten bzw. Hochschulen. Es verbindet sie das gemeinsame Ziel, den Austausch von Ideen und ausgereiftem Unterrichtsmaterial im Bereich Health Data Science zu fördern.
Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit im Studiengang Landschaftsarchitektur an der Hochschule Osnabrück wurden Untersuchungen zur Winteraktivität der Zwergfledermaus (Pipistrellus pipistrellus) in Osnabrück (Niedersachsen) durchgeführt und Methoden zum ultraschallakustischen Nachweis von Gebäudequartieren erprobt und weiterentwickelt. Vorausgegangen war eine Online-Umfrage bei 17 Mitarbeitenden Unterer Naturschutzbehörden in Niedersachsen zur Verfahrenspraxis bei fledermauskritischen Gebäudesanierungen und Abrissen. Defizite bestehen demnach möglicherweise nicht nur in der Qualität fledermauskundlicher Erfassungen, sondern auch in einer gravierenden Kenntnislücke der zuständigen Behörden über Vorhaben, bei denen gebäudebewohnende Fledermäuse und ihre Quartiere beeinträchtigt werden. Das Feststellen von schwärmenden Zwergfledermäusen kann dazu dienen, noch während der Überwinterung eine Quartiersnutzung festzustellen. Winterschwärmkontrollen sollten daher in allgemeine Methodenempfehlungen Eingang finden, um bei Artenschutzprüfungen eine bessere Wissensgrundlage über die phänologische Quartiersfunktion und -nutzung zu ermöglichen.
Akustische Quartiersnachweise können sowohl über aktive Untersuchungen als auch unter bestimmten Voraussetzungen mithilfe passiver automatischer Ultraschallerfassungen erfolgen. Optische Hilfsmittel, vorzugsweise moderne Wärmebildkameras, sollten darüber hinaus unbedingt hinzugezogen werden. In der Stadt Osnabrück konnten in einer mehrtägigen Frostperiode Ende Dezember 2021 vier neue Winterquartiere der Zwergfledermaus bei Begehungen mit Detektor gefunden werden. Ein parallel durchgeführtes Dauermonitoring an einem großen Winterquartier über den Zeitraum 29.10.2021 bis 01.03.2022 offenbarte erhöhte Schwärmaktivität nicht nur bei Frost, sondern ebenfalls nach kräftigen Temperaturanstiegen mit Nachttemperaturen bis über 10°C. Die genauen Zusammenhänge zwischen allgemeiner Aktivität und Witterungsbedingungen sind komplex und benötigen weitergehender Untersuchungen. Auch auf Grundlage des derzeitigen Kenntnisstandes können großräumige Quartierssuchen in Form von winterlichen Schwärmkontrollen bereits jetzt dazu beitragen, essentielle Quartiere der Zwergfledermaus zu identifizieren. Den Unteren Naturschutzbehörden wird u.a. vorgeschlagen, ein Kataster über diese Quartiere in ihrem Zuständigkeitsbereich zu führen und beständig zu aktualisieren.
Die funktionale Wiedervernetzung von Ökosystemen ist ein notwendiger und entscheidender Beitrag zur nachhaltigen Sicherung der Artenvielfalt. In der nationalen Strategie zur Biologischen Vielfalt 2007 ist formuliert, dass von Verkehrswegen bis 2020 in der Regel keine erheblichen Beeinträchtigungen des Biotopverbundsystems ausgehen (sollen). In der EU-Biodiversitätsstrategie 2030 ist formuliert, dass es für ein wirklich kohärentes und resilientes transeuropäisches Naturschutznetz wichtig sein wird, ökologische Korridore zu schaffen, um eine genetische Isolierung zu verhindern, die Migration von Arten zu ermöglichen und gesunde Ökosysteme zu erhalten und zu verbessern.
"The limits of my language are the limits of my mind. All I know is what I have words for" (Wittgenstein). When learning something completely new, we connect the unknown term to an already existing part of our knowledge. We can only build new ideas and insights upon an existing conceptual foundation. In the field of statistics, we educators frequently find ourselves met with great confusion when teaching novices. These students, entirely unfamiliar with even basic statistics, must connect the introduced statistical terms within their personal existing networks of largely non-statistical knowledge. Lecturers, on the other hand, who are well versed in statistics, have deeply internalized the content to be taught and its relevant context. The juxtaposition of the two roles may produce amusement in a lecturer upon gaining insight into the word associations made by the statistical novices. For example, a ‘logistic regression’ does not involve the ‘shipping of goods in economically difficult times,’ though this might seem entirely reasonable and intuitive to the statistics learner. Other times, these different perspectives can lead to headaches and frustration for both learners and their lecturers. In this article, we illustrate how simple statistical terms are initially connected to a student’s pre-exiting knowledge and how these associations change after completing an introductory course in applied statistics. Furthermore, we emphasize the important difference between “term”, “approach”, and “context”. Understanding this fundamental distinction may help improve the communication between the lecturer and the learner. We offer a collection of practical tools for instructors to help promote students’ conceptual understanding in a supportive, mutually-beneficial learning environment.
Durch die Verbreitung von VR und den möglichen Potenzialen für die Landschaftsarchitektur, gewinnt die Auseinandersetzung mit der Verwendung als Präsentationsmedium an Relevanz. Aufgrund der geringen Anzahl an Fallstudien zu dieser Thematik, war es das Ziel dieser Arbeit, eine vollständige und praxisnahe VR-Erfahrung anhand eines Beispielprojekts zu erstellen. Hierfür wurde das Wohnbauprojekt „Teilerhöfe“ in Hannover ausgewählt.
Im Rahmen der Arbeit konnte ein Arbeitsablauf für die Erstellung einer VR-Erfahrung aufgestellt und erfolgreich durchgeführt werden. Das Ergebnis bildet eine auf der Unreal Engine basierende virtuelle Echtzeit-Umgebung, die durch ein VR-Headset erkundet werden kann. Trotz einiger notwendiger Kompromisse konnten alle Inhalte des Entwurfs angemessen dargestellt werden. Auf dieser Basis werden mögliche Potenziale und Grenzen für den Einsatz in der Landschaftsarchitektur diskutiert. Hieraus resultiert die Erkenntnis, das VREs einen erheblichen Mehrwert bieten können, aber mit Bedacht eingesetzt werden sollten.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit dem Thema der Darstellung von Vegetation im Kontext des Building Information Modeling (BIM) und hierbei insbesondere mit der Entwicklung eines Datenmodells für ausgewählte Baumarten.
Die Anwendung der BIM-Methode wird in der Landschaftsarchitektur zunehmend gefordert. Zurzeit sind die Integration und die Arbeit mit der BIM-Methode noch mit großen Herausforderungen verbunden. Für die Landschaftsarchitektur fehlen definierte Objekte im internationalen, herstellerneutralen Austauschformat Industry Foundation Classes (IFC). Es fehlen neben den Objekten des Freiraums die Workflows zur Modellierung der Objekte, die beschreibenden Informationen und die Zuordnung zu den Detaillierungsgraden.
Das Ziel der vorliegenden Masterarbeit besteht darin, eine Methode zum Generieren von parametrischen Baummodellen zu entwickeln. Es werden individuelle Baummodelle in der CAD/BIM-Software Autodesk Revit modelliert. Die Baummodelle sollen den Lebenszyklus einer Pflanze abbilden. Das in dieser Arbeit erstellte Baummodell ermöglicht die Abbildung einer Vielzahl von Kronen- und Wurzelformen. Die generierten Baummodelle beinhalten Wachstumsfunktionen mit spezifischen Parametern für die Gesamthöhe, die lichte Stammhöhe, den größten Kronendurchmesser, die Höhe des größten Kronendurchmessers sowie Länge und Tiefe der Wurzel. Zusätzlich zur Geometrie des Modells werden relevante Informationen als konsistenter Parametersatz definiert. Die Informationen können den BIM-Anwendungsfällen zugeordnet werden. Die Parametersätze für das Erscheinungsbild der Modelle und die Informationen zu den Eigenschaften werden über Dynamo gesteuert. Das ermöglicht den direkten Austausch der Modelle und der zugehörigen Informationen.
Ein erläuterndes Video (HAVERLAND 2022) zur Vorgehensweise und den Ergebnissen findet sich unter https://youtu.be/Azx3mPMu3Ng
Der Wassergehalt beeinflusst die technologischen, mikrobiologischen und sensorischen Eigenschaften von Lebensmitteln. Für die Bestimmung des Wassergehalts in Lebensmitteln stehen verschiede Verfahren zur Verfügung, welche allerdings auch aufwendig und zeitintensiv sein können. Die Wassergehaltbestimmung mittels Mikrowellenresonanz zeichnet sich durch eine sehr kurze Messzeit, zerstörungsfreie Messung und hohe Eindringtiefe in die zu messende Substanz aus.
Ziel dieser Arbeit war es, unter Einsatz von pulverförmigen Lebensmittel die Genauigkeit der Wassergehaltsbestimmung mittels der Mikrowellenresonanz zu ermitteln und messbestimmende Einflussgrößen zu identifizieren. Mit den Untersuchungen sollte die mögliche Einsetzbarkeit des Verfahrens in der Praxis überprüft werden.
Die notwendigen Referenzmaterialien mit unterschiedlichen Feuchten wurden mit Hilfe einer feuchten Atmosphäre im Klimaschrank befeuchtet oder mit einer kontrollierten Trocknung im Trockenschrank hergestellt. Diese wurden genutzt um produktspezifische Kalibrierungen zu erstellen. Als Referenzverfahren wurde das Trockenschrankverfahren verwendet.
Als mögliche Einflussgrößen wurden die Probentemperaturen, Schüttdichten, Füllhöhen, sowie das Referenzverfahren anhand der Weizenstärke, des Magermilchpulvers und Hühnereiweißpulvers untersucht. Folgende Ergebnisse wurden ermittelt:
Die Probentemperatur hat einen Einfluss auf die ausgegebenen Messwerte der untersuchten Lebensmittel. Mit zunehmender Temperatur steigen die ausgegebenen Messwerte. Der Temperatureinfluss wird mit zunehmenden Wassergehalt größer und ist zwischen den Substanzen spezifisch
Bei dem Magermilchpulver konnte bei zunehmender Verdichtung kein nennenswerter Dichteeinfluss festgestellt werden. Dagegen zeigten sich ein Dichteeinfluss bei der Weizenstärke und dem Hühnereiweißpulver ab einer 10-fachen-Aufklopfung des Materials mit maximalen absoluten Veränderungen zwischen 0,16 % (m/m) bis 0,18 % (m/m). Der Grad des Dichteeinflusses kann durch den Verdichtungstest der Messgerät-Software beeinflusst werden.
Bei einer Abnahme der Füllhöhe von 100 % auf bis zu 40 % zeigten sich keine ausgeprägten Veränderungen in den Messwerten. Ab einer Proben-Füllhöhe von 20 % wurde ein starker Einfluss der Probenhöhe festgestellt. Es traten bei allen Lebensmitteln Veränderungen der Messwerte von bis zu 1,81 % (m/m) auf
Mit der Thermowaage und dem Wärmestrom-Kalorimeter wurden Temperaturen bestimmt, welche das Ende der Wasserverdampfung markieren. Die Trocknung an der Grenze zu diesen Temperaturen ergab tendenziell höhere Massenverluste als im Trockenschrankverfahren. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass durch die Verwendung der Trockenschrankverfahren-Vorgaben nicht das gesamte Wasser detektiert wird.
Die Untersuchungen zur Genauigkeit des Mikrowellenresonanzverfahrens wurden am Beispiel der Weizenstärke mit der zugrunde liegenden Kalibrierung mit einer Korrelation von r = 0,998 und einer Reststandardabweichung von 0,235 % (m/m) durchgeführt. Der Arbeitsbereich lag zwischen 2,03 % (m/m) bis 14,77 % (m/m). Die Messwerte wurden unter Wiederholbedingungen gewonnen.
Die Variationskoeffizienten der Messpräzision und Methodenpräzision befanden sich über den gesamten untersuchten Wassergehalt-Bereich innerhalb der zulässigen Grenzen. In der Messpräzision wurde eine maximale Wiederholstandardabweichung von 0,060 % (m/m) beobachtet. Bei der Untersuchung der Methodenpräzion wurde eine maximale Wiederholstandardabweichung von 0,232 % (m/m) festgestellt. Das Mikrowellenresonanzverfahren kann sehr präzise Messwerte liefern
Die statistische Auswertung der Richtigkeit wurde mit dem Sollwert-t-Test durchgeführt. Über einen Feuchtebereich von 2,03 % (m/m) bis 14,77 % (m/m) wiesen, bei einer Wahrscheinlichkeit von 95 %, von den 8 der untersuchten Proben 7 einen signifikanten Unterschied zu den mittels Trockenschrank ermittelten Messwerten auf. Die größte festgestellte systematische Abweichung von 1,00 % (m/m) lag bei einer Referenzfeuchte von 2,03 % (m/m). Im Feuchte-Bereich von 4,81 % (m/m) bis 14,77 % lag die größte festgestellte systematische Messabweichung bei 0,51 % (m/m) vom Referenzwert
Umsetzung rechtlicher Anforderungen in der Bauleitplanung am Beispiel der Seveso-II-Richtlinie
(2015)
Background and Objectives
Despite the long-standing consensus on the importance of tumor size, tumor number and carcinoembryonic antigen (CEA) levels as predictors of long-term outcomes among patients with colorectal liver metastases (CRLM), optimal prognostic cut-offs for these variables have not been established.
Methods
Patients who underwent curative-intent resection of CRLM and had available data on at least one of the three variables of interest above were selected from a multi-institutional dataset of patients with known KRAS mutational status. The resulting cohort was randomly split into training and testing datasets and recursive partitioning analysis was employed to determine optimal cut-offs. The concordance probability estimates (CPEs) for these optimal cut offs were calculated and compared to CPEs for the most widely used cut-offs in the surgical literature.
Results
A total of 1643 patients who met eligibility criteria were identified. Following recursive partitioning analysis in the training dataset, the following cut-offs were identified: 2.95 cm for tumor size, 1.5 for tumor number and 6.15 ng/ml for CEA levels. In the entire dataset, the calculated CPEs for the new tumor size (0.52), tumor number (0.56) and CEA (0.53) cut offs exceeded CPEs for other commonly employed cut-offs.
Conclusion
The current study was able to identify optimal cut-offs for the three most commonly employed prognostic factors in CRLM. While the per variable gains in discriminatory power are modest, these novel cut-offs may help produce appreciable increases in prognostic performance when combined in the context of future risk scores.
Objective:
The cervical mucus plugs are enriched with proteins of known immunological functions. We aimed to characterize the anti-HIV-1 activity of the cervical mucus plugs against a panel of different HIV-1 strains in the contexts of cell-free and cell-associated virus.
Design:
A cohort of consenting HIV-1-negative and HIV-1-positive pregnant women in labour was recruited from Mthatha General Hospital in the Eastern Cape province of South Africa, from whom the cervical mucus plugs were collected in 6 M guanidinium chloride with protease inhibitors and transported to our laboratories at −80 °C.
Methods:
Samples were centrifuged to remove insoluble material and dialysed before freeze--drying and subjecting them to the cell viability assays. The antiviral activities of the samples were studied using luminometric reporter assays and flow cytometry. Time-of-addition and BlaM-Vpr virus-cell fusion assays were used to pin-point the antiviral mechanisms of the cervical mucus plugs, before proteomic profiling using liquid chromatography-tandem mass spectrometry.
Results:
The proteinaceous fraction of the cervical mucus plugs exhibited anti-HIV-1 activity with inter-individual variations and some degree of specificity among different HIV-1 strains. Cell-associated HIV-1 was less susceptible to inhibition by the potent samples whenever compared with the cell-free HIV-1. The samples with high antiviral potency exhibited a distinct proteomic profile when compared with the less potent samples.
Conclusion:
The crude cervical mucus plugs exhibit anti-HIV-1 activity, which is defined by a specific proteomic profile.
Technological support options for the usage of Brazilian Açaí berries in the European Food Market
(2022)
The highly perishable fruit açaí grows on palm trees in northern Brazil and is colloquially known as a berry with high nutritional value. The seed of the drupe makes up around 85 percent of the fruits weight and only the pulp around the seed is used for human consumption. The manufacturing step after harvest includes the pulping and the preservation of the fruit. The preservation step is necessary, because the açaí pulp contains a high microbial load. There are several preservation processes including the use of chlorinated or ozonated water, alcoholic fermentation, pasteurization, freezing or dehydration. Those techniques are overall not very gentle and have the potential to leave residues in the final product, which can change its typical sensorial characteristics. Therefore, an experiment was conducted, to see if a relatively new gentle preservation method called PEF can reduce the microbial load in an açaí- smoothie.
For this purpose, a PEF-machine was built and verified based on the paper from HEINZ ET AL. [2003]. The self-built machine works efficiently, when there is a reduction of microorganisms like Escherichia coli in apple juice due to the induced Pulsed Electric Fields. If this is the case, the described experiment with açaí-smoothie can be carried out with the self-built PEF- machine. In this experiment the results of the validation of this PEF-machine were not comparable to those from the paper from HEINZ ET AL. [2003]. So, the self-built PEF-machine in Brazil did not work sufficiently. Hence, the experiment which should show that a reduction of microorganisms, such as Escherichia coli, in açaí-smoothie with PEF is possible, was performed in Germany. It was accrued out at ELEA with using the PEFPilotTM Dual. This experiment confirmed the assumption, that microorganisms can be reduced in açaí-smoothie with PEF. Escherichia coli was reduced by 2 logs, Saccharomyces cerevisiae by 3 logs and Lactobacillus plantarum by 6 logs. And a comparison between PEF and the known preservation methods for açaí showed that it can be a compatible alternative.
Moreover, the topic, how açaí fits into the European Food Market is answered within this paper. When offering açaí food products to the European population, ideas can be originated from the well-working Brazilian market. It can be helpful to mix açaí with known European fruits for a better acceptance by the people. Then açaí can help to meet the Europeans needs of the current time for fresh and healthy food, especially when preserved with PEF. Furthermore, it is important to work towards a sustainable supply chain system from the cultivation until the unloading at the destination in Europe. Sustainability is important for the integration in the European market, not only for environmental protection, but also in terms of social stability and marketing purposes. In addition, access requirements, further food-related regulations, and the seasonality of açaí present a major hurdle.
Building on this thesis, further papers shall be written, not only in the field of the preservation of the açaí pulp with PEF, but also in the direction of combined preservation methods for açaí, the sustainable usage of the açaí seeds, product innovations containing the Brazilian fruit or various market research.
Die Entwicklung von Virtual Realitiy-Technologien spielt im digitalen Zeitalter des 21. Jahrhundert eine immer bedeutendere Rolle und bietet Potential für zahlreiche Branchen. In der Branche des Garten- und Landschaftsbaus lässt sich dies beispielsweise durch die Einbettung von Baummodellen in interaktive Planungsprozesse ableiten, um Fehler und Missverständnisse im Planungsprozess zu vermeiden. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich in diesem Zuge mit den Möglichkeiten und Potentialen von generierten Echtzeit-Baummodellen auf der Grundlage von terrestrischem Laserscanning.
Aufgrund von fehlenden Erfahrungswerten und Messuntersuchungen wird durch diese Arbeit ein optimiertes Standardverfahren für die Baumaufnahme mittels terrestrischem Laserscanning aufgestellt. Dies geschieht auf der Basis von mehreren Baumaufnahmen und Programmuntersuchungen. Das Standardverfahren beinhaltet alle Bearbeitungsschritte von der Aufnahme bis zum Echtzeit-Visualisierungsmodell. In diesem Zuge werden zu erwartende Einschränkungen durch Windeinflüsse, Dateigrößen und verschiedene Vegetationsperioden genauer untersucht. Durch den Wind entstehende Messrauschfehler lassen sich mittels Filtervorgänge reduzieren, jedoch nicht ganzheitlich entfernen.
Sowohl das terrestrische Laserscanning als auch die 3D-Visualisierung bieten ein breit gefächertes Grundlagenspektrum, mit dem sich vor der Bearbeitung auseinander gesetzt werden muss. Weiterhin spielen Faktoren der menschlichen Wahrnehmung eine wichtige Rolle, um eine zielgerichtete Visualisierung umzusetzen.
Auf der Basis von Probeaufnahmen werden Scaneinstellungsparameter getestet, um Qualitätsmerkmale zu definieren. Weiterhin werden insgesamt 9 auf dem Markt vertretene Weiterverabeitungsprogramme detailliert untersucht und auf Funktionen getestet. In Abhängigkeit von der Baumgröße und Vegetationsperiode ergeben sich unterschiedlich anzuwendende Scaneinstellungen. Aufgrund der besten Ergebniserzielung und geringsten Gesamtzeitaufwendung wird Faro Scene als geeignetes Weiterverarbeitungsprogramm ausgewählt und in das Standardverfahren eingebettet. Da im Zuge einer Vermaschung keine zielführenden Ergebnisse erreicht werden, erfolgt die Darstellung der Baummodelle in Form einer Punktwolkenvisualisierung. Hierzu wird 3ds Max Design mit einem Vray Renderer als geeignetes Programm ausgewählt. Durch den Vergleich mit bestehenden 3D-Gehölzdatenbanken wird die Tauglichkeit der Punktwolkenvisualisierung bekräftigt.
Die aus den Probeaufnahmen gewonnenen Erkenntnisse werden für die Aufnahmen weiterer Baummodelle angewendet. Hierzu wird das entwickelte Standardverfahren mit einem Anwendungsbeispiel von 2 Bäumen gleicher Gattung und Art unterschiedlichen Alters durchgeführt.
Background
A pre-existing neurocognitive disorder (NCD) is a relevant factor for the outcome of surgical patients. To improve understanding of these conditions, we investigated the association between parameters of the cholinergic system and NCD.
Method
This investigation is part of the BioCog project (www.biocog.eu), which is a prospective multicenter observational study including patients aged 65 years and older scheduled for elective surgery. Patients with a Mini-Mental State Examination (MMSE) score ≤23 points were excluded. Neurocognitive disorder was assessed according to the fifth Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders criteria. The basal forebrain cholinergic system volume (BFCSV) was assessed with magnetic resonance imaging, the peripheral cholinesterase (ChE) activities with point-of-care measurements, and anticholinergic load by analyzing the long-term medication with anticholinergic scales (Anticholinergic Drug Scale [ADS], Anticholinergic Risk Scale [ARS], Anticholinergic Cognitive Burden Scale [ACBS]). The associations of BFCSV, ChE activities, and anticholinergic scales with NCD were studied with logistic regression analysis, adjusting for confounding factors.
Results
A total of 797 participants (mean age 72 years, 42% females) were included. One hundred and eleven patients (13.9%) fulfilled criteria for mild NCD and 82 patients (10.3%) for major NCD criteria. We found that AcetylChE activity was associated with major NCD (odds ratio [95% confidence interval]: [U/gHB] 1.061 [1.010, 1.115]), as well as ADS score ([points] 1.353 [1.063, 1.723]) or ARS score, respectively ([points] 1.623 [1.100, 2.397]) with major NCD. However, we found no association between BFCSV or ButyrylChE activity with mild or major NCD.
Conclusions
AcetylChE activity and anticholinergic load were associated with major NCD. Future research should focus on the association of the cholinergic system and the development of postoperative delirium and postoperative NCD.
Preoperative medication use and development of postoperative delirium and cognitive dysfunction
(2021)
Postoperative delirium (POD) and postoperative (neuro-)cognitive disorder (POCD) are frequent and serious complications after operations. We aim to investigate the association between pre-operative polypharmacy and potentially inappropriate medications and the development of POD/POCD in elderly patients. This investigation is part of the European BioCog project (www.biocog.eu), a prospective multicenter observational study with elderly surgical patients. Patients with a Mini-Mental State Examination score less than or equal to 23 points were excluded. POD was assessed up to 7 days after surgery using the Nursing Delirium Screening Scale, Confusion Assessment Method (for the intensive care unit [ICU]), and a patient chart review. POCD was assessed 3 months after surgery with a neuropsychological test battery. Pre-operative long-term medication was evaluated in terms of polypharmacy (≥5 agents) and potentially inappropriate medication (defined by the PRISCUS and European list of potentially inappropriate medications [EU(7)-PIM] lists), and associations with POD and POCD were analyzed using logistic regression analysis. Eight hundred thirty-seven participants were included for analysis of POD and 562 participants for POCD. Of these, 165 patients (19.7%) fulfilled the criteria of POD and 60 (10.7%) for POCD. After adjusting for confounders, pre-operative polypharmacy and intake of potentially inappropriate medications could not be shown to be associated with the development of POD nor POCD. We found no associations between pre-operative polypharmacy and potentially inappropriate medications and development of POD and POCD. Future studies should focus on the evaluation of drug interactions to determine whether patients benefit from a pre-operative adjustment.
Background
Postoperative delirium (POD) is a frequent and serious complication after surgery. Evidence of a relationship between anticholinergic medication and the development of delirium is inconclusive, but studies on POD are rare.
Objectives
The objective of this study was to evaluate the anticholinergic load of preoperative medication in older adult patients and its association with the development of POD.
Methods
This investigation was part of the European BioCog project (http://www.biocog.eu), a prospective multicenter observational study in older adult surgical patients (ClinicalTrials.gov identifier: NCT02265263, 15 October 2014). Patients with a Mini–Mental State Examination score ≤ 23 points were excluded. POD was assessed up to 7 days after surgery using the Nursing Delirium Screening Scale, Confusion Assessment Method and a patient chart review. The preoperative anticholinergic load was calculated using the Anticholinergic Drug Scale (ADS), the Anticholinergic Risk Scale (ARS) and the Anticholinergic Cognitive Burden Scale (ACBS), and associations with POD were analyzed using logistic regression analysis adjusting for age, comorbidities, duration of anesthesia and number of drugs used.
Results
In total, 837 participants were included for analysis, and 165 patients (19.7%) fulfilled the criteria of POD. After adjusting for confounders, we found no association between preoperative anticholinergic load and the development of POD (ADS [points] odds ratio [OR] 0.928; 95% confidence interval [CI] 0.749–1.150; ARS [points] OR 0.832; 95% CI 0.564–1.227; ACBS [points] OR 1.045; 95% CI 0.842–1.296).
Conclusion
This study found no association between the anticholinergic load of drugs used preoperatively and the development of POD in older adult patients without severe preexisting cognitive impairment. Future analyses should examine the influence of intra- and postoperative administration of anticholinergic drugs as well as dosages of and interactions between medications.
In dieser Arbeit soll an der Schnittstelle zwischen nachhaltiger Ernährung und nachhaltiger Landwirtschaft ein konkreter Planungsvorschlag eines AFS zur Anlage an der Hochschule (HS) Osnabrück entworfen werden. Auf diese Weise soll aufgezeigt werden, wie Agroforstsysteme zur Realisierung der Ziele der Planetary Health Diet beitragen können. Das so entstehende AFS soll zukünftig auch zu einem ernährungswissenschaftlichen Ort des Lehrens und
Lernens weiterentwickelt werden können – zum Beispiel einem Lehr- und Lerngarten. Auf diese Weise soll eine nachhaltige Ernährungsweise, die PHD in einem zukunftsweisenden Anbausystem, dem AFS pflanzenbaulich dargestellt werden. Hierzu sollen auch Standortfaktoren und Betriebsspiegel des Versuchsbetriebes der Hochschule geschickt einbezogen werden.
BACKGROUND:
Intraoperative electroencephalography (EEG) signatures related to the development of postoperative delirium (POD) in older patients are frequently studied. However, a broad analysis of the EEG dynamics including preoperative, postinduction, intraoperative and postoperative scenarios and its correlation to POD development is still lacking. We explored the relationship between perioperative EEG spectra-derived parameters and POD development, aiming to ascertain the diagnostic utility of these parameters to detect patients developing POD.
METHODS:
Patients aged ≥65 years undergoing elective surgeries that were expected to last more than 60 minutes were included in this prospective, observational single center study (Biomarker Development for Postoperative Cognitive Impairment [BioCog] study). Frontal EEGs were recorded, starting before induction of anesthesia and lasting until recovery of consciousness. EEG data were analyzed based on raw EEG files and downloaded excel data files. We performed multitaper spectral analyses of relevant EEG epochs and further used multitaper spectral estimate to calculate a corresponding spectral parameter. POD assessments were performed twice daily up to the seventh postoperative day. Our primary aim was to analyze the relation between the perioperative spectral edge frequency (SEF) and the development of POD.
RESULTS:
Of the 237 included patients, 41 (17%) patients developed POD. The preoperative EEG in POD patients was associated with lower values in both SEF (POD 13.1 ± 4.6 Hz versus no postoperative delirium [NoPOD] 17.4 ± 6.9 Hz; P = .002) and corresponding γ-band power (POD −24.33 ± 2.8 dB versus NoPOD −17.9 ± 4.81 dB), as well as reduced postinduction absolute α-band power (POD −7.37 ± 4.52 dB versus NoPOD −5 ± 5.03 dB). The ratio of SEF from the preoperative to postinduction state (SEF ratio) was ~1 in POD patients, whereas NoPOD patients showed a SEF ratio >1, thus indicating a slowing of EEG with loss of unconscious. Preoperative SEF, preoperative γ-band power, and SEF ratio were independently associated with POD (P = .025; odds ratio [OR] = 0.892, 95% confidence interval [CI], 0.808–0.986; P = .029; OR = 0.568, 95% CI, 0.342–0.944; and P = .009; OR = 0.108, 95% CI, 0.021–0.568, respectively).
CONCLUSIONS:
Lower preoperative SEF, absence of slowing in EEG while transitioning from preoperative state to unconscious state, and lower EEG power in relevant frequency bands in both these states are related to POD development. These findings may suggest an underlying pathophysiology and might be used as EEG-based marker for early identification of patients at risk to develop POD.
The benzodiazepine, midazolam, is one of the most frequently used sedatives in intensive care medicine, but it has an unfavorable pharmacokinetic profile when continuously applied. As a consequence, patients are frequently prolonged and more deeply sedated than intended. Due to its distinct pharmacological features, including a cytochrome P450-independent metabolization, intravenous lormetazepam might be clinically advantageous compared to midazolam. In this retrospective cohort study, we compared patients who received either intravenous lormetazepam or midazolam with respect to their survival and sedation characteristics. The cohort included 3314 mechanically ventilated, critically ill patients that received one of the two drugs in a tertiary medical center in Germany between 2006 and 2018. A Cox proportional hazards model with mortality as outcome and APACHE II, age, gender, and admission mode as covariates revealed a hazard ratio of 1.75 [95% CI 1.46–2.09; p < 0.001] for in-hospital mortality associated with the use of midazolam. After additionally adjusting for sedation intensity, the HR became 1.04 [95% CI 0.83–1.31; p = 0.97]. Thus, we concluded that excessive sedation occurs more frequently in critically ill patients treated with midazolam than in patients treated with lormetazepam. These findings require further investigation in prospective trials to assess if lormetazepam, due to its ability to maintain light sedation, might be favorable over other benzodiazepines for sedation in the ICU.
Mountainbiking ist eine stark wachsende Natursportart mit einer hohen Teilnehmerzahl an Downhill- Mountainbikern im nördlichen Harz. Aufgrund der Wegebelastung entstehen soziale Konflikte und ökologische Auswirkungen, weshalb attraktive Strecken entwickelt und umweltschonende Lenkungsmaßnahmen durchgeführt werden müssen. Die Umfrage, die im Zuge dieser Arbeit durchgeführt wurde, ergab, dass die Anforderungen der Mountainbiker naturnahe, schmale und technisch anspruchsvolle Strecken sind. Die Auswirkungen des Mountainbikings betreffen die Tierwelt und sensible Gebiete abseits vorhandener Wege. Für die erfolgreiche Lenkung der Mountainbiker ist Kommunikation zwischen allen Beteiligten in der Landschaftsplanung erforderlich. Es ist auf eine umweltschonende Bauweise, gezielte Streckenführung, klare Beschilderungen, technische Herausforderungen und Wegequalitäten zu achten. Der Ausbau vorhandener Wegeinfrastruktur und aktive Lenkungsmaßnahmen im Harz können zu einer konfliktfreien und umweltfreundlichen Situation des Mountainbikings führen. Zusätzliche Forschungsarbeiten mit konkreten Schwerpunkten einzelner Lenkungskriterien oder ökologischen Auswirkungen können das Management von Mountainbike- Strecken erleichtern.