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Diplomarbeit in Gartendenkmalpflege
Die Arbeit besteht aus einem Textteil mit historischer Recherche und einem Planteil mit 4 Plänen:
Bestandsplan
Historischer Lageplan
Maßnahmenplan und
Historischer Entwicklungsplan
Die Diplomarbeit stellt eine Pionierarbeit dar, da erstmals der Park des Herrensitzes des Ehepaares Zanders (Richard Zanders und Anna Zanders, geb. Siemens) untersucht wurde. Die Diplomarbeit stellt den kulturhistorischen Wert einer Park- und Gartenanlage aus dem frühen 19. Jhd. heraus.
In der vorliegenden Arbeit wird die Anwendung eines Schlitzplatten-Mikromischers zur Produktion von O/W-Emulsionen in der Lebensmittelindustrie untersucht. Das verwendete System besteht aus dem Modularen MikroReaktions System (MMRS) der Firma Ehrfeld BTS, einer Mahr Mikrozahnradpumpe, einer HNPM Mikrozahnringpumpe, einer Temperiervorrichtung und Kapillaren zur Verbindung der einzelnen Komponenten. Zur Beurteilung des Emulgierergebnisses wird die Tropfengröße der Öltröpfchen mithilfe eines Malvern Mastersizers 2000 bestimmt. Hierzu erfolgt zunächst eine Identifikation der relevanten Prozessparameter. Mithilfe einer ausführlichen Evaluation der Mischgeometrie, der Geschwindigkeit der Fluide und der Ölkonzentration können die Effekte und Wechselwirkungen herausgearbeitet werden. Alle hergestellten Emulsionen weisen eine bimodale Tropfengrößenverteilung auf. Dennoch kann festgestellt werden, dass die Geschwindigkeit, dicht gefolgt von der Konzentration, den größten Einfluss auf das Emulgierergebnis hat. Hierbei kann die Geschwindigkeit analog zum Energieeintrag betrachtet werden. Eine weiterführende Untersuchung der Parameter Temperatur und Energieeintrag zeigt, dass die Temperatur einen starken Einfluss auf das Emulgierergebnis hat. Die Versuchsergebnisse zeigen bei einer Prozesstemperatur von 75 °C eine monomodale Tropfengrößenverteilung mit einem Tropfendurchmesser von d90,3= 6,07 µm und d3,2= 2,28 µm. Die Untersuchung der Energieeinträge erfolgt in beiden Phasen getrennt voneinander. Es ist nicht möglich, eine klare Aussage über diese Einflüsse zu machen. Als Anwendungsbeispiel für die Lebensmittelindustrie wird die Evaluation unterschiedlicher lebensmitteltauglicher Emulgatoren gewählt. Als Emulgatoren dienen enzymatisch modifiziertes Sojalecithin, Milchphospholipide auf einem Träger, Polysorbat 80 und SDS. Die Untersuchung erfolgt bei drei unterschiedlichen Temperaturen und einem konstanten Energieeintrag. Es ergibt sich eine klare Abhängigkeit der Emulgatorwirkung von der Temperatur. Alle lebensmitteltauglichen Emulgatoren weisen im Temperaturbereich von 25 °C bis 65 °C eine bimodale Tropfengrößenverteilung auf. Der Vergleich der Versuchsergebnisse mit herkömmlichen Emulgierverfahren macht deutlich, dass ein großes Potential in der Anwendung eines Schlitzplatten-Mikromischers in der Lebensmittelindustrie liegt. Im Vergleich zur Literatur ergeben sich bei der Anwendung des MMRS bei gleichen Energieeinträgen ähnlich Tropfengrößen wie bei Membranemulgierverfahren.
Diese Abschlussarbeit beschäftigt sich mit dem Thema „Außenanlagen in der Immobilienbewertung“. Hiermit soll analysiert werden, inwieweit Außenanlagen einen Werteinfluss auf den Verkehrswert bebauter Grundstücke haben. Das Ziel dieser Studie ist herauszufinden, wie Außenanlagen bisher in der Immobilienbewertung berücksichtigt werden und wie ihr Potenzial als Werttreiber gemessen werden kann. Die Fragestellungen wurden auf Auswertungen geeigneter Fachliteratur aus den Bereichen der Immobilienbewertung sowie Garten- und Landschaftsbau untersucht.
Darüber hinaus haben Gespräche mit Professoren und Mitarbeitern der Hochschule Osnabrück sowie mit Fachspezialisten aus der Immobilienbranche als auch ein Experten-Interview für aufschlussreiche Diskussionen gesorgt.
Im Ergebnis wird deutlich, dass Außenanlagen durch Berührung gewisser wertbestimmender Parameter einen Einfluss auf den Marktwert von Immobilien ausüben. Wie die Studien zeigen, liegt dieser Wertanteil in einer Grauzone. Dies liegt vor allem an der unklaren Abgrenzung des Außenanlagenbegriffs in der Immobilienbewertung.
Um den unbekannten Werteinfluss zu ermitteln, wird mit dieser Arbeit eine Möglichkeit für eine Datenerhebung erarbeitet. Die Evaluation soll in Form einer Befragung von Immobiliensachverständigen durchgeführt werden. Zur vergleichbaren Beurteilung dient ein erarbeiteter Kriterienkatalog. Auf diese Weise soll das wertsteigernde Potenzial von Außenanlagen auf den Ertragswert einer Immobilie gemessen werden können. In der Vergangenheit erstellte Ertragswertgutachten, die zu Verkaufstransaktionen geführt haben, sollen auf dieser Grundlage ausgewertet und verglichen werden.
Das Endergebnis zeigt, wie mit dieser empirischen Datenerhebung ein Fazit bezüglich des tatsächlichen Wertanteils durch Außenanlagen am Immobilienwert bestimmt werden kann.
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)
Zurzeit wird die Digitalisierung in der Baubranche forciert. Im Hochbau ist dabei Building Information Modeling (BIM) als neue Planungsmethode im Vormarsch. In der Landschaftsarchitektur-Branche findet jedoch noch keine systematische Auseinandersetzung mit dieser Thematik statt.
Das Ziel ist daher, fundierte Informationen zu erarbeiten, die das Thema Building Information Modeling aus der Perspektive der deutschen Landschaftsarchitektur beleuchten und eine Basis für eine im Berufsfeld zu führende Diskussion legen. Aufbauend auf einer Bestandsaufnahme zu vorliegenden Entwicklungen, Definitionen, Standards und technologischen Grundlagen werden eine Online-Umfrage sowie Experteninterviews mit BIM-Anwendern und Softwareherstellern durchgeführt. Ein BIM-Test-Projekt dient der Prüfung, inwieweit für die Landschaftsarchitektur typische Planungsschritte mit branchentypischer Software BIMgerecht bearbeitet werden können.
Die hohe Rücklaufquote der Online-Umfrage, 266 Rückläufer bei 707 kontaktierten Landschaftsarchitekturbüros, bestätigt die Brisanz des Themas. Ca. 80 % der befragten Büros haben noch nie von der Methode gehört oder sich noch nicht damit auseinander gesetzt. Weniger als 4 % sind BIM-Anwender oder planen den Umstieg. Die Auswertung gibt Hinweise auf BIM-hemmende Faktoren, u. a. die vorherrschende 2D-Planung und kleinteilige Bürostruktur, sowie positive und negative Erwartungen der Landschaftsarchitekten an eine BIM-Umstellung.
Sowohl aus den Experteninterviews als auch aus der Bearbeitung des Testprojektes ergibt sich, dass erste Softwarelösungen BIM-Prozesse in der Außenanlagenplanung unterstützen. Jedoch fehlen landschaftsarchitektonische Bauteile sowie die Standards, diese in der verbreitet angewandten IFC-Schnittstelle adäquat zu definieren. Insbesondere in der Definition dieser IFC-Klassen und Objekte mit zugehörigen Genauigkeitsstufen in Geometrie und Informationsgehalt ('Levels of Detail' - LOD und 'Levels of Information' - LOI) wird dringender Forschungs- und Entwicklungsbedarf gesehen. Hilfreich wäre eine branchenspezifische BIMArbeitsgruppe. Die Auseinandersetzung mit BIM könnte zur Optimierung der Arbeitsprozesse, Softwarelösungen und Austauschformate beitragen. So wäre eine Angliederung an BIM-Prozesse auch in der Landschaftsarchitektur möglich.
In dieser Abschlussarbeit wird ein mehrstufiges Konzept zur Erfassung des baulichen Zustandes von Rückhalteeinrichtungen aus unbeschichtetem Beton entwickelt. Speziell betrachtet werden Anlagen zum Lagern, Abfüllen, Umschlagen, Herstellen, Behandeln und Verwenden von wassergefährdenden Stoffen.
Im Stand der Technik wird ein Überblick über die zusätzlichen Anforderungen aus Bauordnungs- und Wasserrecht zusammengestellt. Diese Anforderungen werden innerhalb des Konzeptes berücksichtigt. Im Unterschied zu herkömmlichen Betonbauteilen muss bei flüssigkeitsundurchlässigen Bauteilen neben der Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und der Dauerhaftigkeit auch die Flüssigkeitsundurchlässigkeit berücksichtigt werden. Nach § 62, Absatz 1, WHG muss sichergestellt werden, dass eine nachteilige Veränderung der Eigenschaften der Gewässer nicht zu besorgen ist. Dieser Besorgnisgrundsatz wird durch Verordnungen, Richtlinien und Normen konkretisiert.
Der Grundgedanke des mehrstufigen Konzeptes ist die vorangehende Betrachtung des baulichen Gesamtzustandes und dessen Schnellerfassung. Auf Basis dieser Erfassung soll darüber entschieden werden, ob die Flüssigkeitsundurchlässigkeit aus technischer, wirtschaftlicher und kosmetischer Sicht durch Einzelinstandsetzungen oder durch das Aufbringen eines Ersatzsystems wiederhergestellt werden soll. Durch Instrumente, welche den einzelnen Stufen zugeordnet werden, soll die Erfassung standardisiert, systematisiert und vereinfacht werden.
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.
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
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.
"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.
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.
Background
In mucosal barrier interfaces, flexible responses of gene expression to long-term environmental changes allow adaptation and fine-tuning for the balance of host defense and uncontrolled not-resolving inflammation. Epigenetic modifications of the chromatin confer plasticity to the genetic information and give insight into how tissues use the genetic information to adapt to environmental factors. The oral mucosa is particularly exposed to environmental stressors such as a variable microbiota. Likewise, persistent oral inflammation is the most important intrinsic risk factor for the oral inflammatory disease periodontitis and has strong potential to alter DNA-methylation patterns. The aim of the current study was to identify epigenetic changes of the oral masticatory mucosa in response to long-term inflammation that resulted in periodontitis.
Methods and results
Genome-wide CpG methylation of both inflamed and clinically uninflamed solid gingival tissue biopsies of 60 periodontitis cases was analyzed using the Infinium MethylationEPIC BeadChip. We validated and performed cell-type deconvolution for infiltrated immune cells using the EpiDish algorithm. Effect sizes of DMPs in gingival epithelial and fibroblast cells were estimated and adjusted for confounding factors using our recently developed “intercept-method”. In the current EWAS, we identified various genes that showed significantly different methylation between periodontitis-inflamed and uninflamed oral mucosa in periodontitis patients. The strongest differences were observed for genes with roles in wound healing (ROBO2, PTP4A3), cell adhesion (LPXN) and innate immune response (CCL26, DNAJC1, BPI). Enrichment analyses implied a role of epigenetic changes for vesicle trafficking gene sets.
Conclusions
Our results imply specific adaptations of the oral mucosa to a persistent inflammatory environment that involve wound repair, barrier integrity, and innate immune defense.
Background
In DNA methylation analyses like epigenome-wide association studies, effects in differentially methylated CpG sites are assessed. Two kinds of outcomes can be used for statistical analysis: Beta-values and M-values. M-values follow a normal distribution and help to detect differentially methylated CpG sites. As biological effect measures, differences of M-values are more or less meaningless. Beta-values are of more interest since they can be interpreted directly as differences in percentage of DNA methylation at a given CpG site, but they have poor statistical properties. Different frameworks are proposed for reporting estimands in DNA methylation analysis, relying on Beta-values, M-values, or both.
Results
We present and discuss four possible approaches of achieving estimands in DNA methylation analysis. In addition, we present the usage of M-values or Beta-values in the context of bioinformatical pipelines, which often demand a predefined outcome. We show the dependencies between the differences in M-values to differences in Beta-values in two data simulations: a analysis with and without confounder effect. Without present confounder effects, M-values can be used for the statistical analysis and Beta-values statistics for the reporting. If confounder effects exist, we demonstrate the deviations and correct the effects by the intercept method. Finally, we demonstrate the theoretical problem on two large human genome-wide DNA methylation datasets to verify the results.
Conclusions
The usage of M-values in the analysis of DNA methylation data will produce effect estimates, which cannot be biologically interpreted. The parallel usage of Beta-value statistics ignores possible confounder effects and can therefore not be recommended. Hence, if the differences in Beta-values are the focus of the study, the intercept method is recommendable. Hyper- or hypomethylated CpG sites must then be carefully evaluated. If an exploratory analysis of possible CpG sites is the aim of the study, M-values can be used for inference.
Background
Postoperative delirium (POD) and postoperative cognitive dysfunction (POCD) are frequent and serious complications after surgery. We aim to investigate the association between genetic variants in cholinergic candidate genes according to the Kyoto encyclopedia of genes and genomes - pathway: cholinergic neurotransmission with the development of POD or POCD in elderly patients.
Methods
This analysis 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 ≤ 23 points were excluded. POD was assessed up to seven days after surgery using the Nursing Delirium Screening Scale, Confusion Assessment Method and a patient chart review. POCD was assessed three months after surgery with a neuropsychological test battery. Genotyping was performed on the Illumina Infinium Global Screening Array. Associations with POD and POCD were analyzed using logistic regression analysis, adjusted for age, comorbidities and duration of anesthesia (for POCD analysis additionally for education). Odds ratios (OR) refer to minor allele counts (0, 1, 2).
Results
745 patients could be included in the POD analysis, and 452 in the POCD analysis. The rate of POD within this group was 20.8% (155 patients), and the rate of POCD was 10.2% (46 patients). In a candidate gene approach three genetic variants of the cholinergic genes CHRM2 and CHRM4 were associated with POD (OR [95% confidence interval], rs8191992: 0.61[0.46; 0.80]; rs8191992: 1.60[1.22; 2.09]; rs2067482: 1.64[1.10; 2.44]). No associations were found for POCD.
Conclusions
We found an association between genetic variants of CHRM2 and CHRM4 and POD. Further studies are needed to investigate whether disturbances in acetylcholine release and synaptic plasticity are involved in the development of POD.
A comparison study on modeling of clustered and overdispersed count data for multiple comparisons
(2021)
Data collected in various scientific fields are count data. One way to analyze such data is to compare the individual levels of the factor treatment using multiple comparisons. However, the measured individuals are often clustered – e.g. according to litter or rearing. This must be considered when estimating the parameters by a repeated measurement model. In addition, ignoring the overdispersion to which count data is prone leads to an increase of the type one error rate. We carry out simulation studies using several different data settings and compare different multiple contrast tests with parameter estimates from generalized estimation equations and generalized linear mixed models in order to observe coverage and rejection probabilities. We generate overdispersed, clustered count data in small samples as can be observed in many biological settings. We have found that the generalized estimation equations outperform generalized linear mixed models if the variance-sandwich estimator is correctly specified. Furthermore, generalized linear mixed models show problems with the convergence rate under certain data settings, but there are model implementations with lower implications exists. Finally, we use an example of genetic data to demonstrate the application of the multiple contrast test and the problems of ignoring strong overdispersion.
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.
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.