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Autonomous humanoid robots need high torque actuators to be able to walk and run. One problem in this context is the heat generated. In this paper we propose to use water evaporation to improve cooling of the motors. Simulations based on thermodynamic calculations as well as measurements on real actuators show that, under the assumption of the load of a soccer game, cooling can be considerably improved with relatively small amounts of water.
Cardiac resynchronization therapy (CRT) is an established biventricular pacing therapy in heart failure patients with left bundle branch block and reduced left ventricular ejection fraction, but not all patients improved clinically as CRT responder. Purpose of the study was to evaluate electrical left atrial conduction delay (LACD) with focused transesophageal electrocardiography in CRT responder and CRT non-responder.
Methods: Twenty heart failure patients (age 66.6±8.2 years; 2 females, 18 males) with New York Heart Association functional class 3.0±0.3 and 174.2±40.2ms QRS duration were analysed using posterior left atrial transesophageal electrocardiography with hemispherical electrodes. Electrical LACD was measured between onset and offset of transesophageal left atrial signal before implantation of CRT devices.
Results: Electrical LACD could be evaluated by bipolar transesophageal left atrial electrocardiography using TO Osypka electrode in all heart failure patients with negative correlation between 54.7±18.1ms LACD and 24.9±6.4% left ventricular ejection fraction (r=-0.65, P=0.002). There were 16 CRT responders with reduction of New York Heart Association functional class from 3.0±0.29 to 2.1±0.2 (r=0.522, P=0.038) during 9.41±10.96 month biventricular pacing and negative correlation between 49.6±14.2ms LACD and 26.0±6.2% left ventricular ejection fraction (r=-0.533, P=0.034). There were 4 CRT non-responders with no reduction of New York Heart Association functional class from 3.0±0.4 to 2.8±0.5 (r=0.816, P=0.184) during with 13.88±16.39 month biventricular pacing and no correlation between 75.25±19.17ms LACD and 20.75±6.4% left ventricular ejection fraction (r=-0.831, P=0.169).
Conclusions: Focused transesophageal left atrial electrocardiography can be utilized to analyse electrical LACD in heart failure patients. LACD correlated negative with left ventricular ejection fraction in CRT responders. LACD may be a useful parameter to evaluate electrical left atrial desynchronization in heart failure patients.
Cardiac resynchronization therapy (CRT) is an established class I level A biventricular pacing therapy in chronic heart failure patients with left bundle branch block and reduced left ventricular ejection fraction, but not all patients improved clinically. Purpose of the study was to evaluate electrical interatrial conduction delay (IACD) to interventricular conduction delay (IVCD) ratio with focused transesophageal left atrial and left ventricular electrocardiography.
Methods: Thirty eight chronic heart failure patients (age 63.4±10.2 years; 3 females, 35 males) with New York Heart Association (NYHA) functional class 3.0±0.2 and 171.71±36.17ms QRS duration were analysed using posterior left atrial and left ventricular transesophageal electrocardiography with hemispherical electrodes before CRT. Electrical IACD was measured between onset of P-wave in the surface ECG and onset of left atrial signal. Electrical IVCD was measured between onset of QRS complex in the surface ECG and onset of left ventricular signal.
Results: Electrical IACD and IVCD could be evaluated by transesophageal left atrial and left ventricular electrocardiography in all heart failure patients with correlation to 1.18±0.92 IACD-IVCD-ratio (r=-0.57, P<0.001; r=0.66, P<0.001). There were 32 CRT responder with reduction of NYHA class from 3.0±0.22 to 1.97±0.31 (P<0.001) during 16.5±18.9 month CRT with 75.19±33.49ms IACD, 78.91±24.73ms IVCD, 1.04±0.66 IACD-IVCD-ratio and correlation between IACD and IACDIVCD- ratio (r=0.84, P<0.001). There were 6 CRT nonresponder with no reduction of NYHA class from 3.0±0.3 to 2.9±0.5 during 14.3±13.7 month biventricular pacing, 50.0±28.26ms IVCD (P=0.014), 1.92±1.65 IACD-IVCD-ratio (P=0,029) and correlation between 67.0±24.9ms IACD and IACD-IVCD-ratio (r=0.85, P=0.031).
Conclusions: Focused transesophageal left atrial and left ventricular electrocardiography can be utilized to analyse electrical IACD and IVCD in heart failure patients. IACDIVDC- ratio may be a useful parameter to evaluate electrical left cardiac desynchronization in heart failure patients.
Hintergrund: Das elektrische interventrikuläre Delay (IVD) und die Lage der linksventrikulären (LV) Elektrode zum Ort der spätesten LV Erregung sind bei Patienten (P) mit Herzinsuffizienz (HF), reduzierter LV Funktion und breiter QRS Dauer (QRSD) von Bedeutung für den Erfolg der kardialen Resynchronisationstherapie (CRT). Die LV Elektrokardiographie ermöglicht eine Abschätzung des elektrischen IVD. Ziel der Studie besteht in der nicht-invasiven Evaluierung des elektrischen IVD bei Patienten (P) mit Vorhofflimmern (AFib) mit und ohne CRT mit biventrikulärer (BV) Stimulation.
Methoden: Bei 49 HF P mit AFib (Alter 63,9 ± 10,8 Jahre; 43 Männer und 6 Frauen) mit New York Heart Association (NYHA) Klasse 2,9 ± 0,4, LV Ejektionsfraktion 26,03 ± 7,99 % und QRS-Dauer (QRSD) 143,69 ± 35,62 ms wurde das elektrische IVD als Intervall zwischen Beginn des QRS-Komplexes im Oberflächen EKG und Beginn des LV Signals im transösophagealen LV EKG bei 31 HF P mit AFib und bei 18 HF P mit AFib und CRT präoperativ bestimmt. Das fokussierte bipolare LV EKG wurde mittels Osypka TO Sonde mit halbkugelförmigen Elektroden in Höhe des maximalen LV Signals registriert.
Ergebnisse: Bei 31 HF P mit AFib betrugen QRSD 135,48 ± 38,78 ms, IVD 49,55 ± 26,38 ms, QRSD-IVD-Verhältnis 3,12 ± 1,11 und das IVD korrelierte mit der QRSD (r=0,75, P<0,001) und dem QRSD-IVD-Verhältnis (r=-0,67, P<0,001) (Fig.). Bei 18 HF P mit AFib und CRT Defibrillator betrugen QRSD 157,83 ± 24,38 ms, IVD 61,94 ± 26,88 ms, QRSD-IVD-Verhältnis 3,12 ± 1,89 und das IVD korrelierte mit der QRSD (r=0,47, P=0,049) und dem QRSD-IVD-Verhältnis (r=-0,73, P<0,001). Bei 72,2 % CRT Responder (R) (n=13) betrugen QRSD 158,15 ± 22,4 ms, IVD 64,23 ± 24,62 ms, QRSD-IVD-Verhältnis 2,82 ± 1,32 und das IVD korrelierte mit der QRSD (r=0,57, P=0,043) und dem QRSD-IVD-Verhältnis (r=-0,76, P=0,0024). Bei 27,8 % CRT Non-Responder (NR) (n=5) betrugen QRSD 157 ± 31,94 ms, IVD 56 ± 34,52 ms, QRSD-IVD-Verhältnis 3,88 ± 2,98 und das IVD korrelierte nicht mit der QRSD (r=0,33, P=0,591) und dem QRSD-IVD-Verhältnis (r=-0,732, P=0,159). Die CRT R verbesserten sich in der NYHA Klasse von 3 ± 0,2 auf 2,2 ± 0,3 (P<0,001) während 15,3 ± 13,1 Monaten BV Stimulation. Bei 15 CRT NR kam es zu keiner Verbesserung der NYHA Klasse von 3 auf 3,3 ± 0,97 (P=0,529) während 18,8 ± 20,7 Monaten BV Stimulation.
Schlussfolgerungen: Das transösophageale LV EKG ermöglicht bei HF-P mit AFib die nichtinvasive Messung des elektrischen IVD präoperativ vor CRT. IVD und QRSD-IVD-Verhältnis sind möglicherweise einfach anwendbare Parameter zur Vorhersage von CRT R und CRT NR bei P mit AFib.
Android is an operating system which was developed for use in smart mobile phones and is the current leader in this market. A lot of efforts are being spent to make Android available to the embedded world, as well. Many embedded systems do not have a local GUI and are therefore called headless devices. This paper presents the results of an analysis of the general suitability of Anroid in headless embedded systems and ponders the advantages and disadvantages. It focuses on the hardware related issues, i.e. to what extent Android supports hardware peripherals normally used in embedded systems.
Pressure dynamics in metal-oxygen (metal-air) batteries: a case study on sodium superoxide cells
(2014)
Electrochemical reactions in metal–oxygen batteries come along with the consumption or release of gaseous oxygen. We present a novel methodology for investigating electrode reactions and transport phenomena in metal–oxygen batteries by measuring the pressure dynamics in an enclosed gas reservoir above the oxygen electrode. The methodology is exemplified by a room-temperature sodium–oxygen battery forming sodium superoxide (NaO2) in an electrolyte of diethylene glycol dimethyl ether (diglyme) and sodium trifluoromethanesulfonate (NaOSO2CF3, NaOTf). The experiments are supported by microkinetic simulations with a one-dimensional multiphysics continuum model. During galvanostatic cycling over 30 cycles, a constant oxygen consumption/release rate is observed upon discharge/charge. The number of transferred electrons per oxygen molecule is calculated to 1.01 ± 0.02 and 1.03 ± 0.02 for discharge and charge, respectively, confirming the nature of the oxygen reaction product as superoxide O2–. The same ratio is observed in cyclic voltammetry experiments with low scan rate (<1 mV/s). However, at higher scan rates, the ratio increases as a result of oxygen transport limitations in the electrolyte. We introduce electrochemical pressure impedance spectroscopy (EPIS) for simultaneously analyzing current, voltage, and pressure of electrochemical cells. Pressure recording significantly increases the sensitivity of impedance toward oxygen transport properties of the porous electrode systems. In addition, we report experimental data on the diffusion coefficient and solubility of oxygen in electrolyte solutions as important parameters for the microkinetic models.
Special implant connection module was developed to combine full features of two commercial heart rhythm simulators, ARSI-4 and Intersim II, into a master-slave teaching system. Seven workstations were equipped with the Carelink and Homemonitoring remote patient monitoring systems. This combination enables in-vitro training of physicians, nurses and students in pace-maker and defibrillator measurements during implantation and individual programming in the follow-up. Thus, extended sets of arrhythmias and electrode problems can be used to simulate problems and their solutions in a wide range of the clinical routine.
Soccer simulation league is one of the founding leagues of RoboCup. In this paper we discuss the past, present and planned future achievements and changes. Also we summarize the connections and inter-league achievements of this league and provide an overview of the community contributions that made this league successful.
This paper investigates the maximum torque capability and torque ripple reduction using the asymmetric stator teeth for interior permanence magnet (IPM) synchronous machines. Traditional electric machines have the identical width for all stator teeth and the winding function is fixed. Using different widths for different stator teeth changes the winding function, therefore, the torque ripple components. The mathematical modeling of interior permanent magnet (IPM) synchronous machine torque ripple and finite element analysis simulation results for the characteristic properties of electric machines are presented. Compared with a similar rating IPM machine, certain combinations of the teeth widths can reduce the torque ripple by 80% with less than 4% average torque decline.
In this paper we propose a motion framework forbipedal robots that decouples motion definitions from stabilizingthe robot. This simplifies motion definitions yet allows dynamicmotion adaptations. Two applications, walking and stopping onone leg, demonstrate the power of the framework. We show thatour framework is able to perform walking and stopping on one legeven under extreme conditions and improves walking benchmarkssignificantly in the RoboCup 3D soccer simulation domain.
Der Übergang Schule-Studium wird an der Hochschule Offenburg im Vorbereitungskurs Mathematik per Smartphone bzw. Tablet unterstützt. Eine Mathe-App gibt zu den Trainingsaufgaben bei Bedarf Tipps, Teilschritte und ausführliche Erklärungen und hilft so den Studierenden, die Lösungen in ihrer individuellen Lerngeschwindigkeit zu entwickeln. Der mobile Ansatz erlaubt, die ca. 400 Teilnehmer des Präsenz-Kurses in normalen Klassenräumen ohne PC-Ausstattung mit E-Learning vertraut zu machen und unterstützt die Flexibilisierung von Übungszeit und -ort über die Präsenzzeit hinaus. Durch die inhaltliche Orientierung am hochschulübergreifenden COSH (Cooperation Schule Hochschule) Mindestanforderungskatalog Mathematik entstand eine Lösung, die jedem Studienanfänger zur Vorbereitung auf das Studium nutzen kann, die zu den Brückenkurs-Inhalten vieler Hochschulen passt und für die aktuell schon Kooperationsprojekte mit Schulen starten.
Der Übergang Schule-Studium wird an der Hochschule Offenburg im Vorbereitungskurs Mathematik per Smartphone bzw. Tablet unterstützt. Eine Mathe-App gibt zu den Trainingsaufgaben bei Bedarf Tipps und Teilschritte und hilft so den Studierenden, gemäß individuellem Tempo und Vorkenntnisstand zu arbeiten. Dies fördert eine Aktivierung der Kursteilnehmer auch bei großer Heterogenität. Der mobile Ansatz erlaubt, die ca. 400 Teilnehmer des Präsenz-Kurses in normalen Klassenräumen ohne PC-Ausstattung mit einem eCoach zu unterstützen und ermöglicht die Flexibilisierung von Übungszeit und –Ort über die Präsenzzeit hinaus.
Dieser für die heutige junge Generation attraktive Lernzugang entstand als Kooperationsprojekt zwischen der MassMatics UG und der Hochschule Offenburg. Durch die inhaltliche Orientierung am hochschulübergreifenden Mindestanforderungskatlog Mathematik des cosh-Arbeitskreises entstand eine Lösung, die jedem Studienanfänger zur Vorbereitung auf das Studium nutzen kann (auch ohne Präsenzkurs), die zu den Brückenkurs-Inhalten vieler Hochschulen passt und für die aktuell schon Kooperationsprojekte mit Schulen starten.
Das Projekt MINT-College TIEFE (Talente Individuell, Erfolgreich Fördern und Entwickeln) der Hochschule Offenburg wird im Rahmen des Bund-Länder-Programms Qualitätspakt Lehre aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 01PL11016 gefördert. Unterstützt wird das Projekt vom Informationszentrum der Hochschule Offenburg.
The communication system of a large-scale concentrator photovoltaic power plant is very challenging. Manufacturers are building power plants having thousands of sun tracking systems equipped with communication and distributed over a wide area. Research is necessary to build a scalable communication system enabling modern control strategies. This poster abstract describes the ongoing work on the development of a simulation model of such power plants in OMNeT++. The model uses the INET Framework to build a communication network based on Ethernet. First results and problems of timing and data transmission experiments are outlined. The model enables research on new communication and control approaches to improve functionality and efficiency of power plants based on concentrator photovoltaic technology.
The design of control systems of concentrator photovoltaic power plants will be more challenging in the future. Reasons are cost pressure, the increasing size of power plants, and new applications for operation, monitoring and maintenance required by grid operators, manufacturers and plant operators. Concepts and products for fixed-mounted photovoltaic can only partly be adapted since control systems for concentrator photovoltaic are considerable more complex due to the required high accurate sun-tracking. In order to assure reliable operation during a lifetime of more than 20 years, robustness of the control system is one crucial design criteria. This work considers common engineering technics for robustness, safety and security. Potential failures of the control system are identified and their effects are analyzed. Different attack scenarios are investigated. Outcomes are design criteria that encounter both: failures of system components and malicious attacks on the control system of future concentrator photovoltaic power plants. Such design criteria are a transparent state management through all system layers, self-tests and update capabilities for security concerns. The findings enable future research to develop a more robust and secure control system for concentrator photovoltaics when implementing new functionalities in the next generation.
Die “Selbstbetrachtungen” des Marc Aurel – medizinisch-ethische Betrachtungen des Menschseins
(2013)
Die Einführung der extrakorporalen Zirkulation unter Verwendung eines medikamentös induzierten Herzstillstands ermöglicht der Herzchirurgie die Herzoperationen, wie sie heute bekannt sind. Eine große Debatte besteht in der optimalen Zusammensetzung und Anwendungsweise der kardioplegischen Lösungen [6]. In der Helios Klinik für Herzchirurgie in Karlsruhe werden die kalte, kristalloide Kardioplegie nach Bretschneider und die modifizierte, kalte Blutkardioplegie nach Calafiore verwendet. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, ob die Wahl der Kardioplegie Einwirkungen auf den intraoperativen und postoperativen Verlauf einer Bypass-Operation hat.
In der dazu angefertigten Studie wurden die Daten von 135 KHK Patienten retrospektiv erfasst und statistisch analysiert. Darunter wurden 81 Patienten mit der kalten Blutkardioplegie nach Calafiore behandelt und 53 Patienten mit der kristalloiden HTKLösung nach Bretschneider. Die demografischen Daten und Dringlichkeit der Operationen unterscheiden sich nicht signifikant voneinander. Bei den intraoperativen Parametern sind hinsichtlich der Hämoglobin-, Natrium-, und Kaliumkonzentration signifikante Unterschiede erkennbar. Weitere intraoperative Laborwerte zeigen keine Signifikanz. Die intraoperativen Parameter der Myokardprotektionsverfahren unterscheiden sich bezüglich der verabreichten Kardioplegiemenge. Bei postoperativen Parametern sind keine besonderen Signifikanzen notiert.
Die kristalloide Kardioplegie nach Bretschneider wie auch die modifizierte kalte Blutkardioplegie nach Calafiore sind sichere und effektive Verfahren. Einige Unterschiede konnten zugunsten der Blutkardioplegie nach Calafiore gefunden werden, die spezifisch für das jeweilige Verfahren sind. Zwingende Argumente für oder gegen eines dieser Verfahren konnten nicht gefunden werden.
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, ein prototypisches Meldesystem für die Bankenaufsicht in einer privaten Cloud zu realisieren. Ferner sollen die Vorteile eines solchen Systems gegenüber bestehenden Systemen abgegrenzt werden. Im ersten Teil wird auf die Entwicklung von Software as a Service-Anwendungen sowie die rechtlichen Grundlagen und Zusammenhänge im Meldewesen eingegangen. Des Weiteren werden das Cloud-Computing und das verwendete Datenformat XBRL durchleuchtet. Anschließend werden bestehende Meldesysteme verglichen. Dabei stehen die unterschiedlichen Bereitstellungsarten im Fokus. Zur Erreichung des Ziels der Thesis wird ein Proof of Concept anhand einer Beispielmeldung aus dem Großkreditmeldewesen umgesetzt. Diese Meldung erfordert sowohl das Befüllen von PDF-Formularen sowie das Erstellen von XBRL-Dateien. Für die Umsetzung wird eine Testumgebung aufgebaut, mit welcher es bedingt möglich ist, reale Bedingungen zu simulieren. Nach einer Evaluation wird hierfür das Platform as a Service-System Openshift verwendet. Damit ist es möglich, eine Private Cloud zu erstellen, auf der eine Java EE Anwendung als Reporting as a Service-Lösung zur Verfügung gestellt wird. Deren Funktionsumfang umfasst das Einlesen, Prüfen, Konvertieren und Validieren von Daten sowie das Versenden von Meldungen zur Bankenaufsicht. Um die heterogenen Systeme im Finanzumfeld abzudecken, werden Testdaten als CSV, XLS und via Datenbank bereitgestellt. Die Tests mit diesen Daten sind sehr positiv. So ist es möglich, Daten aus allen Datenquellen einzulesen und mittels einer Plausibilitätsliste der Bundesbank zu prüfen. Anschließend können die Daten in eines der geforderten Formate PDF oder XBRL konvertiert werden. Durch den Ansatz einer privaten Cloud-Lösung können einige Sicherheitsbedenken ausgeschlossen werden, ohne auf die Vorteile wie Lastverteilung, Multitenancy, Skalierbarkeit und hohe Kompatibilität verzichten zu müssen. Abschließend werden in einer Schlussbetrachtung die Ergebnisse vorgestellt und ein Ausblick für die Zukunft gegeben.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den verschiedenen Technologien, welche in verteilten Systemen zur Kommunikation dienen können. Kernpunkt der Arbeit ist es, eine Schnittstelle zu schaffen, in der eine extrem hohe Anzahl einzelner Anwendungen untereinander und mit einer zentralen Simulationsumgebung weitestgehend automatisch - kommunizieren können. Dabei ist auch ein wesentlicher Punkt die Frage wie Daten ausgetauscht werden können. Betrachtet man zunächst das System an sich, so wird es deutlich, dass speziell für die Entwicklung des Gesamtsystems, die Stabilität, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Interfaces von enormer Wichtigkeit ist.
Durch den technischen Fortschritt werden sowohl die diagnostischen, als auch die therapeutischen Medizinprodukte immer komplexer. Gleichzeitig steigt auch der Funktionsumfang an, wodurch Krankheiten besser erkannt und behandelt werden können. Dabei muss das Gerät nicht nur funktional effektiv und sicher sondern auch einfach und intuitiv zu bedienen sein.
Aus diesem Grund muss beim Hersteller als letztes Glied des Entwicklungsprozesses die Produktvalidierung erfolgen. Um diese nach der erfolgreichen Verifizierung vollständig und effizient durchzuführen, wird in dieser Thesis zunächst die Datenanalyse der klinischen Bewertung aufgezeigt. Anschließend werden die Aufgabenanalyse und der Gebrauchstauglichkeitstest mit der Bewertung durch einen Fragebogen als Methoden der Usability-Validierung vorgestellt. Außerdem schließt die Produktvalidierung die Validierung der Lastenheftanforderungen mit ein, was mit Hilfe einer Dokumentenanalyse abgeprüft wird. Abschließend wird die Produktvalidierung in einem Dokument zusammengefasst und die Validität erklärt.
Zur Umsetzung der Validierungen werden am Beispiel eines mobilen EKG-Systems regularienkonforme Validierungsdokumente erörtert.
Über die letzten Jahre entstanden unterschiedlichste Gerätschaften, besonders im mobilen Bereich und der Industrie 4.0, die große Datenmengen generieren. Diese müssen in entsprechenden Netzwerken entgegengenommen, verarbeitet und ggf. analysiert werden um einen Mehrwert zu erzielen. Ein Vertreter für die Umsetzung von Echtzeit-Datenverarbeitung ist Apache Spark, ein Open Source Framework, welches für die Analyse von Informationsströmen und Datenbeständen eingesetzt werden kann. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die Apache Spark Plattform von Grund auf erläutert und auf ihre Einsatzfähigkeit im Bereich der verteilten Datenverarbeitung untersucht. Durch die theoretische Einleitung in die Themen Big Data, Streaming Data, Data Mining und Real-Time Analytics wird ein grundlegendes Verständnis für die Aufgaben und Herausforderungen dieses Sachgebiets vermittelt. Es wird die Entwicklung von der Batch- zur Streamingverarbeitung vorgestellt und die Anforderungen, sowie Voraussetzungen für die Umsetzung von Echtzeitsystemen aufgezeigt.
Nachdem diese Grundlagen vermittelt wurden, folgt eine Vorstellung des Projektumfangs der Apache Software Foundation, in welchen sich auch das Spark Projekt einordnen lässt. Die Arbeit erläutert die Grundkonzepte von Apache Spark, wie die Entwicklung, Architektur und der Clusterbetrieb der Plattform. Dabei stützen sich die Untersuchungen auf praktische Beispiele, um die Arbeitsweise von Apache Spark näher aufzuzeigen. Die vorgestellten Themen fallen in die Bereiche der parallelen Datenverarbeitung mit Spark und beschäftigen sich mit den Voraussetzungen für das Erstellen von Anwendungen, die den verteilten Aufbau und die horizontale Skalierbarkeit von Spark ausnutzen. Spark bringt über eigene Bibliotheken auch Funktionalitäten für die Datenverarbeitung in speziellen Aufgabengebieten mit sich. In dieser Arbeit werden ebenfalls die beiden Bibliotheken MLlib, welche im Bereich des maschinellen Lernens Einsatz findet, und Spark Streaming, die Bibliothek für Verarbeitung von Datenflüssen, vorgestellt und deren Funktionsumfang untersucht. Das Kernthema dieser Arbeit bildet die Modellierung von Lösungsmöglichkeiten zur Analyse von Streaming Data. Es wird hierdurch die Funktionsweise von Spark und dessen Streaming Bibliothek anhand von kompletten Applikationen zur Ausreißererkennung in Datenströmen im Detail aufgezeigt.
Die Arbeit zeigt auf, dass Spark durchaus für den Einsatz zur verteilten Datenverarbeitung geeignet ist. Auch der Umgang mit Streaming Data wird durch den Bau der Prototypen nachgewiesen. In dem abschließenden Fazit werden die Erkenntnisse der Arbeit zusammengefasst und die Einsetzbarkeit von Spark diskutiert.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Telepräsenzsystem entwickelt, bei dem ein Teleroboter mit beweglicher Kamera zum Einsatz kommt, der seine Ausrichtung über ein Head-mounted Display synchronisiert. Der Anwender des Systems sieht auf dem Display das Abbild der Umgebung des Teleroboters. Jede Kopfbewegung des Anwenders wird in Echtzeit auf die Kamerabewegung umgesetzt. Der Anwender kann sozusagen seinen Sehsinn temporär auf den Roboter auslagern, der ihn in einer entfernten Umgebung repräsentiert.
Diese Bachelor-Thesis beschreibt die Realisierung einer Webanwendung für Schüler und Studierende, welche interaktiv demonstriert, wie das Binärsystem funktioniert. Die Anwender sollen verstehen, wie ein Computer die Vielzahl an Daten mit lediglich zwei Zuständen, nämlich 1 und 0, verarbeitet. Dabei wird interaktiv gezeigt, wie der Algorithmus zur Umwandlung von Dezimalzahlen ins Binärsystem abläuft und wie man mit Binärzahlen rechnen kann. Außerdem gibt es sehr interessante Knobelaufgaben. Dabei wird versucht, dem User auf spielerische Art und Weise, zum Beispiel durch Spiele und Aktivitäten, die Denkweise eines Informatikers näher zu bringen. Das Ziel soll sein, dass sich das ursprüngliche Bild, welches Schüler von der Informatik haben, positiv verändert. Hierzu wird ein passendes didaktisches Konzept entwickelt, welches didaktische Modelle, Lehr-/Lernbedingungen und Lernziele der Webanwendung abbildet. Zunächst gibt es eine Einführung in die Thematik und der Stand der Technik wird erläutert, d.h. was bereits in diesem Umfeld existiert. Danach wird besonders auf die Realisierung der Applikation eingegangen. Hier werden Techniken und Werkzeuge für einen Lösungsansatz erklärt. Zuletzt wird das Thema zusammengefasst und evaluiert um einen anschließenden Ausblick geben zu können.
In der vorliegenden Bachelorarbeit wird die Verwendung von persistenten Datenstrukturen in Anwendungen untersucht. Dafür werden zunächst verschiedene Eigenschaften von bestehenden Implementierungen persistenter Datenstrukturen im Vergleich zu ephemeralen Implementierungen der Datenstrukturen untersucht. Hierbei werden Laufzeiten und Speicherverbrauch analysiert. Dabei wird gezeigt, in welchen Fällen die Verwendung von persistenten Datenstrukturen Vorteile gegenüber der Verwendung ephemeralen Datenstrukturen bringt.
Im zweiten Teil wird die Verwendung von persistenten Datenstrukturen in asynchronen Umgebungen untersucht. Hierfür werden die grundlegenden Probleme aufgezeigt, die bei der Erzeugung von Thread lokalen Versionen geteilter Zustände entstehen. Es wird aufgezeigt, wie die verschiedenen Versionen durch ein Zusammenführungsverfahren in einen gemeinsamen Zustand überführt werden können. Als konkrete Implementierung wurde eine Framework in Java entwickelt, welches versucht, dieses Problem wiederverwendbar zu lösen. Das entwickelte Framework wird anhand einer Beispielsdomäne evaluiert, indem die Performanz mit der Verwendung von expliziter Synchronisation verglichen wird. Hierbei wird gezeigt, dass in Situationen, in denen die Modifikationen viel Zeit benötigen, der Ansatz des Zusammenführen Vorteile gegenüber expliziter Synchronisation bietet. Im letzten Teil der Arbeit wird die Verwendung eines geteilten persistenten Zustandes im an der Hochschule Offenburg durchgeführtem A 2 O Projekt untersucht, bei dem Software für eine autonomes Modellauto entwickelt wurde. Es werden die Schwierigkeiten bei der Umsetzung der im Framework entwickelten Techniken in C++, sowie mögliche Lösungswege aufgezeigt.
The research project Ko-TAG [2], as part of the research initiative Ko-FAS [1], funded by the German Ministry of Economics and Technologies (BMWi), deals with the development of a wireless cooperative sensor system that shall pro-vide a benefit to current driver assistance systems (DAS) and traffic safety applications (TSA). The system’s primary function is the localization of vulnerable road users (VRU) e.g. pedestrians and powered two-wheelers, using communication signals, but can also serve as pre-crash (surround) safety system among vehicles. The main difference of this project, compared to previous ones that dealt with this topic, e.g. the AMULETT project, is an underlying FPGA based Hardware-Software co-design. The platform drives a real-time capable communication protocol that enables highly scalable network topologies fulfilling the hard real-time requirements of the single localization processes. Additionally it allows the exchange of further data (e.g. sensor data) to support the accident pre-diction process and the channel arbitration, and thus supports true cooperative sensing. This paper gives an overview of the project’s current system design as well as of the implementations of the key HDL entities supporting the software parts of the communication protocol. Furthermore, an approach for the dynamic reconfiguration of the devices is described, which provides several topology setups using a single PCB design.
Home Care Applications and Ambient Assisted Living become increasingly attractive. This is caused as well by market pull, as the number of elderly people grows monotonously, as well as by technology push, as technological advances and attractive products pave the way to economically advantageous offerings. However, in real-life applications, a significant number of challenges remain. Those include seamless communication between products from different supplier, due to the lack of sufficiently standardized solutions, energy budgets, and scalability of solutions. This paper presents the experience from the InCASA project (Integrated Network for Completely Assisted Senior Citizen's Autonomy), where architectures for heterogeneous physical and logical communication flows are examined.
Currently, QRS width and bundle branch block morphology are used as electrocardiographic guideline criterias to selectheart failure (HF) patients with interventricular desynchronization in sinus rhythm (SR) for cardiac resynchronisationtherapy (CRT). Nevertheless, up to 30% of these patients do not benefit from implantation of CRT systems. Esophagealleft ventricular electrogram (LVE) enables semi-invasive measurement of interventricular conduction delays (IVCD)even in patients with atrial fibrillation (AF). To routinely apply this method, a programmer based semi-invasiveautomatic quantification of IVCD should to be developed. Our aims were todefine interventricular conduction delaysby analyzing fractionated left ventricular (LV) deflections in the esophageal left ventricular electrogram of HF patientsin SR or AF.
In 66 HF patients (49 male,17 female, age 65 ± 10 years) a 5F TOslim electrode (Osypka AG, Germany) was perorallyapplied. Using BARD EP Lab, cardiac desynchronization was quantified as interval IVCD between onset of QRS insurface ECG and the investigator-determined onset of the left ventricular deflection in LVE. IVCD was compared withthe intervals between QRS onset and the first maximum (IVCDm1) and between QRS onset and the second maximum(IVCDm2) of the LV complex.
QRS of 173 ± 26 ms was linked with empirical IVCD of 75 ± 25 ms, at mean. First and second LV maximum could beascertained beyond doubt in all patients. Significant correlations of the p<0,01 level were found between IVCD and theIVCDm1 of 96 ± 28 ms as well as between IVCD and the IVCDm2 of 147 ± 31 ms, at mean. To standardize automatic measurement of interventricular conduction delays with respect to patients with fractionatedLV complexes, the first maximum of the LV deflection should be utilized to qualify the IVCD of HF patients with sinusrhythm and atrial fibrillation.
The efficient support of Hardwae-In-theLoop (HIL) in the design process of hardwaresoftware-co-designed systems is an ongoing challenge. This paper presents a network-based integration of hardware elements into the softwarebased image processing tool „ADTF“, based on a high-performance Gigabit Ethernet MAC and a highly-efficient TCP/IP-stack. The MAC has been designed in VHDL. It was verified in a SystemCsimulation environment and tested on several Altera FPGAs.
Geleitwort
(2012)
Das fortwährende Streben nach Steigerung der Genauigkeit und Effizienz von industriellen Bearbeitungs- und Prüfprozessen führt bei elektrischen Antrieben zu immer höheren Forderungen an ihre dynamischen Eigenschaften. Hierbei kommt dem Stromregelkreis als dem am weitesten unterlagerten Regelkreis eines elektrischen Antriebs eine entscheidende Bedeutung zu. Mit zunehmender Dynamikerhöhung des Stromregelkreises treten jedoch aufgrund von Parameterunsicherheiten und von Messfehlem immer deutlicher Probleme der Regelkreisrobustheit und der Geräuschemission in den Vordergrund, die es oft nicht gestatten, die theoretisch erhaltenen Lösungen in vollem Umfang zu realisieren. Gegenüber der optimalen Lösung müssen dann Abstriche hinsichtlich der erreichbaren Dynamik gemacht werden. Wie diese Abstriche durch das Ausschöpfen verborgener Freiheitsgrade reduziert werden können, wird im vorliegenden Beitrag gezeigt. Als Lösungsansatz wird hierfür ein achsenunsymmetrischer Statorstromzustandsregler gewählt, der es erlaubt, in der d- und q-Achse eine unterschiedliche Dynamik einzustellen. Hierbei wird zunächst im Kapitel 2 ein kurzer Überblick über die Entwicklungsgeschichte und den Stand der Technik von pulsweitenmodulierten Stromregelverfahren für Drehstromantriebe in den zurückliegenden Jahrzehnten gegeben. Anschließend wird am Beispiel einer frequenzumrichtergespeisten Asynchronmaschine das zeitdiskrete Modell der Statorstromregelstrecke vorgestellt, das dem hier erläuterten Verfahren zugrunde liegt. Wegen des Zusammenhangs zwischen Dynamikerhöhung und Empfindlichkeitszunahme ist es naheliegend, die Dynamik des Statorstromregelkreises nur so weit zu steigern, wie es erforderlich ist. Diesbezüglich ist insbesondere zu gewährleisten, dass ein angefordertes Drehmoment möglichst schnellst eingeprägt wird. Die Änderungsgeschwindigkeit des Flusses spielt hingegen eine untergeordnetere Rolle. Demzufolge sollte die drehmomentbildende Statorstrom-q-Komponente in der Praxis eine höhere Dynamik aufweisen als die flussbildende Statorstrom-d-Komponente. Um hierbei die aufwändige reelle Rechnung so weit wie möglich zu vermeiden, wird der Reglerentwurf in zwei Schritten durchgeführt. Im ersten Schritt wird ein schiefsymmetrisches, komplex beschreibbares Regelgesetz entworfen, das zwar zu einer möglichst einfachen Darstellbarkeit des geschlossenen Statorstromregelkreises führt, das jedoch noch nicht die endgültige Dynamik zur Folge haben muss. Insbesondere muss nach Abschluss dieses ZwischenSchritts bereits eine vollständige Entkopplung der d- und der q-Komponente des Statorstromraumzeigers vollzogen sein. Im zweiten Schritt wird dann ein weiterer Regler entworfen, der auf der Grundlage des im ersten Schritt erhaltenen entkoppelten Systems jeder Stromkomponente eine separate Dynamik zuweisen kann. Die Verkettung beider Teilregler führt schließlich zum gesuchten Statorstromregler, der zum einen relativ einfach berechenbar ist und der zum anderen alle an ihn gestellten Dynamikanforderungen erfüllt. Im vierten Kapitel wird schließlich der Entwurf des achsenunsymmetrischen Statorstromzustandsreglers skizziert und die daraus hervorgehenden Regelalgorithmen vorgestellt. Die Leistungsfähigkeit des beschriebenen Zustandsreglers wird anhand von aufgenommenen Zeitverläufen eines Laborantriebs demonstriert, mit dem der Drehmomentverlauf von Verbrennungsmotoren nachgebildet wird.
Experiences with a telecare platform integration of ZigBee sensors into a middleware platform
(2012)
Cardiac resynchronization therapy (CRT) with biventricular (BV) pacing is an established therapy in approximately two-thirds of symptomatic heart failure (HF) patients (P) with left bundle branch block (LBBB). The aim of this study was to evaluate left atrial (LA) conduction delay (LACD) and left ventricular (LV) conduction delay (LVCD) using pre-implantational transesophageal electrocardiography (ECG) in sinus rhythm (SR) CRT responder (R) and non-responder (NR).
Methods: SR HF P (n=52, age 63.6±10.4 years; 6 females, 46 males) with New York Heart Association (NYHA) class 3.0±0.2, 24.4±7.1 % LV ejection fraction and 171.2±37.6 ms QRS duration (QRSD) were measured by bipolar filtered transesophageal LA and LV ECG recording with hemispherical electrodes (HE) TO catheter (Osypka AG, Rheinfelden, Germany). LACD was measured between onset of P-wave in the surface ECG and onset of LA deflection in the LA ECG. LVCD was measured between onset of QRS in the surface ECG and onset of LV deflection in the LV ECG.
Results: There were 78.8 % SR CRT R (n=41) with 171.2±36.9 ms QRSD, 73.3±25.7 ms LACD, 80.0±24.0 ms LVCD and 2.3±0.5 QRSD-LVCD-ratio. SR CRT R QRSD correlated with LACD (r=0.688, P<0.001) and LVCD (r=0.699, P<0.001). There were 21.2 % SR CRT NR (n=11) with 153.4±22.4 ms QRSD (P=0.133), 69.8±24.8 ms LACD (n=6, P=0.767), 54.2±31.0 ms LVCD (P<0.0046) and 3.9±2.5 QRSD-LVCD-ratio (P<0.001). SR CRT NR QRSD not corre-lated with IACD (r=-0.218, P=0.678) and IVCD (r=0.042, P=0.903). During a 22.8±21.3 month CRT follow-up, the CRT R NYHA class improved from 3.1±0.3 to 1.9±0.3 (P<0.001). In CRT NR, NYHA class not improved (2.9±0.4 to 2.9±0.2, P=1) during 11.2±9.8 months BV pacing.
Conclusions: Transesophageal LA and LV ECG with HE can be utilized to analyse LACD and LVCD in HF P. Pre-implantational LVCD and QRSD-LVCD-ratio may be additional useful parameters to improve P selection for SR CRT.
Capture threshold (CT) for transesophageal left atrial (LA) pacing (TLAP) and transesophageal left ventricular (LV) pacing (TLVP) with conventional cylindrical electrodes (CE) are higher than TLAP feeling threshold (FT). Purpose of the study was to evaluate focused TLAP CT and FT for supraventricular tachycardia (SVT) initiation and focused TLVP CT for cardiac resynchronisation therapy (CRT) simulation.
Methods: SVT initiation in patients (P) with palpitations (n=49, age 47 ± 17 years) was analysed during spontaneous rhythm and during focused bipolar TLAP with atrial constant current stimulus output, distal CE and three or seven 6 mm hemispherical electrodes (HE) (TO, Osypka AG, Rheinfelden, Germany). CRT simulation in heart failure P (n=75, age 62 ± 11 years) was evaluated by focused bipolar TLAP and/or TLVP with ventricular constant voltage stimulus output and different pacing mode.
Results: Focused electrical pacing field between CE and HE (n=28) allowed low threshold TLAP with 8.0 ± 2.6 mA CT at 9.9 ms stimulus duration (SD) which was lower than 9.2 ± 4.5 mA FT at 9.9 ms SD. Focused electrical pacing field between HE and HE (n=21) allowed low threshold TLAP with 8.1 ± 2.2 mA CT at 9.9 ms SD which was lower than 9.8 ± 5.0 mA FT at 9.9 ms SD. SVT initiation by programmed AAI TLAP was possible in 23 P and not possible in 26 P. CRT simulation was evaluated with TLAP and TLVP with VAT, D00 and V00 pacing mode and 95.5 ± 10.9 V TLVP CT at 4.0 ms SD.
Conclusions: Programmed focused AAI TLAP allowed initiation of SVT with very low CT and high FT and focused electrical pacing field between CE-HE and HE-HE.CRT simulation with focused TLAP and/or TLVP with VAT, D00 and V00 pacing mode may be a useful technique to detect responders to CRT.
Cardiac resynchronisation therapy (CRT) with biventricular pacing (BV) is an established therapy for heart failure (HF) patients with interventricular conduction delay (IVCD). The aim of the study was to evaluate transesophageal IVCD and left ventricular (LV) pacing with directed electrical pacing field (EPF) in HF patients.
Methods: HF patients were analysed with bipolar transesophageal LV electrocardiogram recording and LV pacing with constant voltage stimulus output, 4 ms stimulus duration, distal cylindrical electrode (CE) and seven 6 mm hemispherical electrodes (HE) with 15 mm electrode distance (TO, Dr. Osypka, Rheinfelden, Germany).
Results: LV electrocardiogram recording with HE-HE and CE-HE evaluated a mean IVCD of 79.9 ± 36.7 ms. Directed EPF with CE-HE and HE-HE allowed LV VAT (n=12) and LV D00 pacing (n=5) with a mean effective capture output of 97.35 ± 6.64 V. In 15 responders with IVCD of 87 ± 33 ms arterial pulse pressure (PP) increased from 65 ± 24 mmHg to 79 ± 27 mmHg (p < 0.001). EPF was simulated with finite element method.
Conclusions: Transesophageal LV electrocardiography and directed EPF pacing with CE and HE allowed the evaluation of IVCD and PP to select patients for BV pacing.
Termination of atrial flutter (AFL) is not possible in all AFL patients (P) with transesophageal left atrial pacing (TLAP) with undirected electrical pacing field (EPF) and high atrial pacing threshold. Purpose of the study was to evaluate bipo-lar transesophageal left atrial electrocardiography (TLAE) and TLAP with directed EPF for evaluation and termination of AFL with and without simultaneous transesophageal echocardiography (TEE).
Methods: AFL P were analysed using either a TO electrode with one cylindrical (CE) and three or seven hemispherical electrodes (HE) or TEE electrode with four HE (Osypka, Rheinfelden, Germany). Burst TLAP cycle length was between 200msand 50ms.
Results: AFL cycle length was 233±30 ms with mean ventricular cycle length of 540±149 ms. AFL could be terminated by rapid bipolar TLAP with directed EPF using HE-HE and CE-HE with induction of atrial fibrillation (AF), induction of AF and spontaneous conversion to sinus rhythm and direct conversion to sinus rhythm. Directed EPF was simulated with finite element method.
Conclusions: AFL can be evaluated by bipolar TLAE. AFL can be terminated with rapid TLAP with directed EPF with and without simultaneous TEE. Bipolar TLAE with rapid TLAP is a safe, simple and useful method for evaluation and termination of AFL.
Introduction: Cardiac resynchronization therapy (CRT) with left ventricular (LV) pacing is an established therapy for heart failure (HF) patients (P) with ventricular desynchronisation and reduced LV ejection fraction (EF). The aim of this study was to test the utilization of the transesophageal approach to measure arterial pulse pressure (PP) during LV pacing and electrical interventricular conduction delay (IVCD), to better select patients for CRT.
Methods: 32 HF patients (age 64 ± 10 years; 5 females, 27 males) with New York Heart Association (NYHA) class 2.8 ± 0.6, 27 ± 11 % LV EF and 155 ± 35 ms QRS duration were analysed with semi-invasive left cardiac pacing and electrocardiography. Esophageal TO8 Osypka catheter of 10.5 F diameter was perorally applied to the esophagus and placed in the position of maximum left atrial (LA) deflection and maximum LV deflection to measure PP with VAT or D00 pacing modes.
Results: Temporary transesophageal LV pacing was possible with VAT mode (n=16) and D00 mode (n=16) in all patients. In 15 Δ-PP-responders, PP was higher during LV pacing on than LV pacing off (78.3 ± 26.6 versus 65.9 ± 23.7 mmHg, P < 0.001) and NYHA class improved from 3.1 ± 0.35 to 2.1 ± 0.35 (P < 0.001) during 29 ± 26 month biventricular (BV) pacing follow-up (6 Medtronic and 9 Boston BV pacing devices). In 17 Δ-PP-non-responders, PP was not higher during LV pacing on than LV pacing off (61.5 ± 23.9 versus 60.9 ± 23.5 mmHg, P = 0.066). IVCD was significant longer in Δ-PP-responders than in Δ-PP-non-responders (87 ± 33 ms versus 37± 29 ms, P < 0.001).
Conclusion: Semi-invasive transesophageale LA and LV pacing with D00 and VAT mode and LV electrogram recording may be useful techniques to predict CRT improvement.
Introduction: Cardiac resynchronisation therapy (CRT) with atrioventricular (AV) and interventricular (VV) optimized biventricular pacing (BV) is an established therapy for heart failure (HF) patients with electrical interventricular conduction delay (IVCD). The aim of the study was to compare AV and VV delay optimization with cardiac output (CO) and acceleration index (ACI) impedance cardiographic (ICG) methods.
Methods: HF patients with IVCD 86.8 ± 33 ms (n=15, age 66 ± 10 years; 2 females, 13 males), New York Heart Association (NYHA) functional class 3.1 ± 0.4, left ventricular (LV) ejection fraction 21.3 ± 7.8 % and QRS duration 176.1 ± 31.7 ms underwent AV and VV delay optimization with CO and ACI methods (Cardioscreen, Medis GmbH, Ilmenau, Germany). After evaluation of optimal AV delay, we evaluated optimal VV delay during simultaneous LV and right ventricular (RV) pacing (LV=RV), LV before RV pacing (LV-RV) and RV before LV pacing (RV-LV).
Results: Optimal VV delay was -12.3 ± 25.9 ms LV-RV pacing with VV delay range from -80 ms LV-RV pacing to +20 ms RV-LV pacing and RV=LV pacing. Optimal AV delay after atrial sensing was 108.6 ± 20.3 ms (n=14) and optimal AV delay after atrial pacing 190 ± 14.1 ms (n=2) with AV delay range from 80 ms to 200 ms. RV versus BV pacing mode resulted in improvement of CO from 3.4 ± 1.2 l/min to 4.4 ± 1.4 l/min (p<0.001) and ACI from 0.667 ± 0.227 1/s² to 0.834 ± 0.282 1/s² (p<0.002). During 34 ± 26 month BV pacing, the NYHA class improved from 3.1 ± 0.4 to 2.1 ± 0.4 (p<0.001).
Conclusion: AV and VV delay optimized BV pacing acutely improve ICG CO and ACI and their NYHA class during long-term follow-up. ICG may be a simple and useful technique to optimize AV and VV delay in CRT.
Introduction: Cardiac resynchronisation therapy (CRT) with atrioventricular (AV) and interventricular (VV) optimized biventricular pacing (BV) is an established therapy for heart failure (HF) patients. The aim of the study was to compare AV and VV delay optimization with cardiac output (CO), cardiac index (CI), contractility index (IC) and acceleration index (ACI) impedance cardiographic (ICG) methods in CRT.
Methods: 15 HF patients (age 66 ± 10 years; 2 females, 13 males) in New York Heart Association (NYHA) class 3.1 ± 0.4, left ventricular (LV) ejection fraction 21.3 ± 7.8 % and QRS duration 176.1 ± 31.7 ms underwent AV and VV delay optimization with CO, CI, IC and ACI (Cardioscreen ®, Medis GmbH, Ilmenau, Germany) at different AV and VV delay BV pacing settings versus right ventricular (RV) pacing one day after implantation of a CRT device.
Results: Optimal AV delay after atrial sensing was 108.6 ± 20.3 ms (n=14) and optimal AV delay after atrial pacing 190 ± 14.1 ms (n=2) with AV delay range from 80 ms to 200 ms. Optimal VV delay was -12.3 ± 25.9 ms left ventricular before RV pacing. RV versus BV pacing mode resulted in improvement of CO from 3.4 ± 1.2 l/min to 4.4 ± 1.4 l/min (p<0.001), CI from 1.8 ± 0.64 l/min/m² to 2.4 ± 0.78 l/min/m² (p<0.001), IC from 0.028 ± 0.011 1/s to 0.036 ± 0.013 1/s (p<0.001) and ACI from 0.667 ± 0.227 1/s² to 0.834 ± 0.282 1/s² (p<0.002). During 34 ± 26 month BV pacing, the NYHA class improved from 3.1 ± 0.4 to 2.1 ± 0.4 (p<0.001).
Conclusion: AV and VV delay optimized BV pacing acutely improve hemodynamic parameters of transthoracic ICG and their NYHA class during long-term follow-up. ICG may be a simple and useful technique to optimize AV and VV delay in CRT.
Diese Arbeit befasst sich mit der Konzeption und Entwicklung einer SharePoint App, die einen Datenabgleich zwischen Zoho CRM und JIRA ermöglicht. Mittels dieser App ist es möglich, einen Supportfall, den der Support mittels Zoho CRM aufgenommen hat, bei Bedarf der Entwicklung zuzuweisen, indem in JIRA ein neues Ticket erstellt wird. Des Weiteren können durch die App Informationen, wie Firmen- und Kontaktdaten beiden Abteilungen zugänglich gemacht werden. Realisiert wird dies auf Basis von SharePoint, auf das alle beteiligten Mitarbeiter Zugriff haben. Zunächst wird für eine Lösung mit SharePoint dessen App-Modell analysiert und die möglichen Hosting-Varianten evaluiert. Die dabei getroffene Entscheidung für eine SharePoint gehostete App wird zudem begründet. Um die Bearbeitung eines Supportfalls innerhalb der App zu ermöglichen, wird ein Workflow entworfen, der neben dem Ablauf der Bearbeitung auch die Kommunikation mit den beteiligten Anwendungen festlegt. Die zu diesem Zweck notwendige persistente Speicherung der Daten in der App erfolgt dabei mithilfe von SharePoint Listen. Diese werden aufgrund eines ähnlichen Aufbaus als Tabellen dargestellt. Die detaillierte Darstellung einzelner Listenelemente dagegen erfolgt mithilfe von Dialog-Fenstern, die von SharePoint bereitgestellt werden. Dabei werden abhängig von dem Land aus dem die App aufgerufen wird, die Texte auf Deutsch oder auf Englisch angezeigt.
The objective of this thesis is the conceptual design of a battery management system for the first prototype of the UWC (University of the Western Cape) Modular Battery System. The battery system is a lithium-ion battery that aims to be used in renewable energy systems and for niche electric vehicles such as golf carts.
The concept that is introduced in this thesis comprises the parameter monitoring, the safety management and has its main focus on an accurate state of charge estimation.
Another battery system that was already implemented is used as base for the parameter monitoring and the safety management for the new battery management system. In contrast to that, the concept for the state of charge estimation must be developed completely.
Different methods for the state of charge estimation which are based on the measured voltage, current and temperature are discussed, evaluated and the chosen method is conceived in this thesis. The method used for the state of charge estimation is different for the time when the battery is active than when it is inactive. During charge and discharge Coulomb counting is used and when the cell is inactive voltage versus state of charge lookup tables are used to update the estimation.
To have an accurate estimation when the cell is inactive only for a short time, a model of the voltage relaxation is used to predict the voltage when the cells are in equilibrium. This allows the algorithm to reset the state of charge that is estimated by Coulomb counting – which tends to have a growing error over time – frequently.
To evaluate the accuracy of the voltage prediction, cell tests were executed where the voltage relaxation was sampled. The recursive least square method to predict the end voltage was tested with a MATLAB programme. With the help of voltage versus state of charge lookup tables it was possible to determine the state of charge accuracy with the accuracy of the voltage prediction.
In sicherheitskritschen Systemen darf kein Stück Code im Produktionsbetrieb ablaufen, ohne vorher intensive Tests durchlaufen zu haben. Aber auch zur Qualitätssicherung muss Software getestet werden. Um die Codeüberdeckung zu prüfen, sind zusätzliche Prüf-Instruktionen im Quellcode erforderlich. Auf kleinen Systemen mit wenig RAM kann sich der Entwickler dann etwas einfallen lassen, damit das funktioniert.
Im Rahmen dieses Projekts wurde im Labor Telekommunikationstechnik der Hochschule Offenburg ein flexibel konfigurierbares Funknetz nach dem ZigBee-Standard aufgebaut. Mit Hilfe diverser Messgeräte und Analyse-Tools wurden die wesentlichen Performance Parameter dieses Funknetzes unter realen Betriebsbedingungen evaluiert. So wurden z.B. Erkenntnisse über die Empfängerempfindlichkeit, die effektiv erreichbare Datenrate sowie das Interferenzpotential gewonnen, die Voraussetzungen für die optimale Nutzung dieser neuen Funktechnologie sind.
Introduction: Cardiac resynchronization therapy (CRT) with biventricular (BV) pacing is an established therapy for heart failure (HF) patients with ventricular desynchronization and reduced left ventricular (LV) ejection fraction. The aim of this study was to evaluate electrical ventricular desynchronization with transthoracic and transesophageal signal averaging electrocardiography in HF, to better select patients for CRT.
Methods: 13 HF patients (age 68 ± 10 years; 2 females, 11 males) with New York Heart Association (NYHA) class 2.8 ± 0.5, 28.6 ± 12.6 % LV ejection fraction and 155 ± 24 ms QRS duration (QRSD) were analysed with transthoracic and transesophageal electrocardiogram recording and novel National Intruments LabView 2009 signal averaging software. Esophageal TO Osypka catheter was perorally applied to the esophagus and placed in the position of maximum LV de-flection. The 0.05-Hz high-pass filtered surface electrocardiogram and the 10-Hz high-pass filtered bipolar transesophageal electrocardiogram were recorded with Bard EP-System and 1000-Hz sampling rate.
Results: Transesophageal LV electrogram recording was possible in all HF patients (n=13). Transesophageal interventricular conduction delay (IVCD) was 51 ± 19 ms and measured between the earliest onset of QRS in the 12-channel surface electrocardiogram and the onset of the LV deflection in the transesophageal electrocardiogram. Transesophageal intra-left ventricular delay (LVCD) was 90 ± 16 ms and measured between the onset and offset of the LV deflection in the transesophageal electrocardiogram. QRSD to transesophageal IVCD ratio was 3.43 ± 1.31 ms, QRSD to transesophageal LVCD ratio was 1.75 ± 0.28 ms and QRSD was evaluated between onset and offset of QRS signal in the 12-channel surface electrocardiogram.
Conclusion: Determination of IVCD, LVCD, QRSD-to-IVCD-ratio and QRSD-to-LVCD-ratio by transesophageal LV electrogram recording with LabView 2009 signal averaging technique may be useful parameters of ventricular desynchronisation to improve patient selection for CRT.
Using guideline parameters for indication of cardiac resynchronization therapy (CRT), only about two thirds of the patients improve clinically. Unfortunately both, surface ECG and echo are uncertain to predict CRT response. To better characterize cardiac desynchronization in heart failure, interventricular (IVCD) and intra-leftventricular conduction delays (ILVCD) were measured by esophageal left ventricular electrogram (LVE). Recordings in 43 CRT patients (34m, 9f, age: 64.7 ± 9.5yrs) evidenced only weak correlation between IVCD and QRS of 0.53 and between ILVCD and QRS of 0.33. This demonstrated that QRS duration is not a reliable indicator of desynchronization. Therefore, the study resulted into development of LVE feature for a programmer with implant support device. It can be used interoperatively to guide the left ventricular electrode location in order to increase responder rate in CRT.
In this paper we integrate the ideas of network coding and relays into an existing practical network architecture used in a wireless network scenario. Specifically, we use the COPE architecture to test our ideas. Since previous works have focused on the communication aspect at the physical layer level, we attempt to take it one step further by including the MAC layer. Our idea is based on information theoretic concepts developed by Shannon in order to reliably apply network coding to increase the net throughput.
Der Cache-Speicher für den Softprozessor SIRIUS ist ein 4-fach assoziativer Cache-Speicher, der mit einem DDR-Interface auf einen externen Speicher zugreifen kann. Er verwaltet und beschleunigt Zugriffe vom Prozessor auf diesen Speicher. Der Cache-Speicher arbeitet intern mit 32 Bit und der doppelten Prozessortaktfrequenz und ermöglicht Systeme mit größeren Speicheranforderungen ohne signifikante Performanceverluste. Der Cache-Speicher wurde mit der Hardwarebeschreibungssprache VHDL erstellt und mit dem bestehenden Mikrocontrollersystem verbunden.
Das Gesamtsystem wurde zunächst simuliert und anschließend mit dem Cyclone III FPGA Starter Kit von Altera, welches ein 32 MB DDR-RAM-Modul zur Verfügung stellt, durch Ausführen eines Testprogramms erfolgreich verifiziert. Für den kompletten Cache-Speicher werden inklusive der Pins für den externen Oszillator und des Reset-Tasters 3805 Logik-Zellen, 27 M9K-Blöcke, 44 Pins und eine PLL benötigt.
Den Hauptbestandteil des Operationssystems stellt der Zugriff auf SD-Karten mit dem Dateisystem FAT16 von Microsoft dar. Für die Bedienung wurde ein Kommandozeileninterpreter implementiert. Als Ein- und Ausgabegerät dient ein PC mit einem speziellen Terminalprogramm, welcher über USB mit dem Emulationsboard des SIRIUS Softcores verbunden ist. Das System wird über die Eingabe von Befehlen am Terminal gesteuert.
Der SIRIUS Softcore kann nur vom Flash des Emulationsboards booten. Da das Betriebssystem selbst jedoch auf der SD-Karte gespeichert werden soll, ist ein Basis-Betriebssystem erforderlich, welches im Flash abgelegt ist. Das Basis-Betriebssystem lädt gleich nach dem Start das eigentliche Betriebssystem von der SD-Karte. Falls jedoch keine SD-Karte gesteckt ist, ermöglicht das Basis-Betriebssystem mit einem Kommandozeileninterpreter einige Grundfunktionen.
RFID- Frontend ISO 15693
(2008)
Electronic pills, smart capsules or miniaturized microsystems swallowed by human beings or animals for various biomedical and diagnostic applications are growing rapidly in the last years. This paper searched out the important existing electronic pills in the market and prototypes in research centers. Further objective of this research is to develop a technology platform with enhanced feature to cover the drawback of most
capsules. The designed telemetry unit is a synchronous bidirectional communication block using continuous phase DQPSK of 115 kHz low carrier frequency for inductive data transmission suited for human body energy transfer. The communication system can assist the electronic pill to trigger an actuator for drug delivery, to record temperature, or to measure pH of the body. It consists additionally to a 32bit processor, memory, external peripheries, and detection facility. The complete system is designed to fit small-size mass medical application with low power consumption, size of 7x25mm. The system is designed, simulated and emulated on FPGA.
About 20% of those heart failure patients receiving cardiac resynchronization therapy (CRT) are in atrial fibrillation (AF). Current guidelines apply for patients in sinus rhythm only. Recent studies have shown again, that successful resynchronization is closely linked to a pre-existent ventricular desynchronization. In those studies, the interventricular conduction delay (IVCD) was determined prior to device implantation by ultrasound in patients with sinus rhythm (SR)only. In patients with AF this method ́s use is limited.
To implement left-heart electrogram (LHE) into standard programmers and to simplify IVCD measurement in heart failure patients with AF, LHE was recorded in 11 AF patients with heart failure by Biotronik ICS3000 programmer via a15Hz Butterworth high-pass filter. Therefore, TOslim esophageal electrode (Dr. Osypka GmbH, Rheinfelden, Germany) was perorally applied and fixed in position of maximal left ventricular defection. IVCD was measured between onset of QRS in surface ECG and left ventricular defection (LV) in LHE. In addition, intra-left ventricular conduction delay (ILVCD) was measured as duration of LV in LHE.
In all of the 11 AF patients, desynchronization was quantifiable by LHE. Mean QRS of 162 ± 27ms (120-206ms) was linked with IVCD of 62ms ± 27ms (37-98ms) and ILVCD of 110 ± 20ms (80-144ms), at mean. Correlation between IVCD and QRS was 0.39 (n. s.) with IVCD/QRS ratio of 0.38 ± 0.11 (0.22-0.81).
A 15Hz high-pass filtered LHE feature of the Biotronik ICS3000 programmer is feasible to quantify ventricular dyssynchrony in heart failure patients with AF in order to clearly indicate implantation of CRT systems. As relations between QRS duration, IVCD and ILVCD considerably differ interindividually, the predictive values of IVCD, ILVCD and IVCD/QRS ratio for individual CRT response or non-response shall be identified in follow-up studies.
In the brain-cell microenvironment, diffusion plays an important role: apart from delivering glucose and oxygen from the vascular system to brain cells, it also moves informational substances between cells. The brain is an extremely complex structure of interwoven, intercommunicating cells, but recent theoretical and experimental works showed that the classical laws of diffusion, cast in the framework of porous media theory, can deliver an accurate quantitative description of the way molecules are transported through this tissue. The mathematical modeling and the numerical simulations are successfully applied in the investigation of diffusion processes in tissues, replacing the costly laboratory investigations. Nevertheless, modeling must rely on highly accurate information regarding the main parameters (tortuosity, volume fraction) which characterize the tissue, obtained by structural and functional imaging. The usual techniques to measure the diffusion mechanism in brain tissue are the radiotracer method, the real time iontophoretic method and integrative optical imaging using fluorescence microscopy. A promising technique for obtaining the values for characteristic parameters of the transport equation is the direct optical investigation using optical fibers. The analysis of these parameters also reveals how the local geometry of the brain changes with time or under pathological conditions. This paper presents a set of computations concerning the mass transport inside the brain tissue, for different types of cells. By measuring the time evolution of the concentration profile of an injected substance and using suitable fitting procedures, the main parameters characterizing the tissue can be determined. This type of analysis could be an important tool in understanding the functional mechanisms of effective drug delivery in complex structures such as the brain tissue. It also offers possibilities to realize optical imaging methods for in vitro and in vivo measurements using optical fibers. The model also may help in radiotracer biomarker models for the understanding of the mechanism of action of new chemical entities.
Semi-invasive electromechanical target interval to guide left ventricular electrode placement
(2011)
Machine-to-machine communication is continuously extending to new application fields. Especially smart metering has the potential to become the first really large-scale M2M application. Although in the future distributed meter devices will be mainly connected via dedicated primary communication protocols, like ZigBee, Wireless
M-Bus or alike, a major percentage of all meters will be connected via point to point communication using GPRS or UMTS platforms. Thus, such meter devices have to be extremely cost and energy efficient, especially if the devices are battery based and powered several years by a single battery. This paper presents the development of an automated measurement unit for power and time, thus energy characteristics can be recorded. The measurement unit includes a hardware platform for the device
under test (DUT) and a database based software environment for a smooth execution and analysis of the measurements.
Auf dem Markt existiert eine Vielzahl an PDAs. Alle haben einen sehr hohen Funktionsumfang und übertreffen sich von Generation zu Generation und erfordern einen hohen Entwicklungsaufwand von ganzen Entwicklerteams.
Der in dieser Arbeit entwickelte PDA mit seiner Hard- und Software soll kein Konkurrenzprodukt darstellen, sondern aufzeigen, was mit hausinternen Mitteln der Hochschule Offenburg möglich ist und gegebenenfalls eine Benutzeroberfläche für bestehende oder noch kommende Projekte bilden.
Das hier entstandene Gerät ist im Akkumulator-Betrieb autonom und kann als eigenständiges System betrieben werden. Als Herzstück dient das Softcore SIRIUS Mikroprozessorsystem, das als VHDL-Modell in einem FPGA emuliert wird.
Zum Darstellen des grafischen Betriebsystems, welches speziell für dieses PDA entwickelt wurde, wird ein AMOLED-Display verwendet. Dieses besitzt ein Touchpanel, welches zur Steuerung des Systems genutzt wird. Softwareseitig sind Grundfunktionen zur Darstellung von Bildern und Texten entstanden, sowie Beispielanwendungen, die diese benutzen. Das grafische Betriebssystem ist modular und ermöglicht die direkte Weiterentwicklung von Anwendungen für das System.
Cardiac resynchronization therapy (CRT) with biventricular pacing (BV) is an established therapy for heart failure (HF) patients with inter- and intraventricular conduction delay. The aim of this pilot study was to test the feasibility of both transesophageal measurement of left ventricular (LV) electrical delay and transesophageal LV pacing prior to implantation, to better select patients for CRT.
Durch den digitalen Wandel, sowie durch die an Benutzerfreundlichkeit und Leistung zunehmenden technischen Geräte im Endbenutzer-Bereich beginnt die Bedeutung von Augmented-Reality Applikationen zu wachsen. Daher ist das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung einer Engine auf iOS Basis, zur Dastellung von Augmented-Reality Inhalten. Die Engine wurde nach dem Vorbild von Komponenten-basierten Game Engines entworfen, da diese beinahe identische Anforderungen besitzen. Die, im Rahmen dieser Arbeit erstellte Engine wurde mit Unterstützung der 5d lab Gmb entwickelt. Durch die Verwendung des, nach Erfahrungswerten, schnellsten Mobile Augmented Reality SDK und einer gelungenen Engine-Architektur konnte ein Produkt entwickelt werden, dass mit bestehenden Applikationen konkurrenzfähig ist.
The developed solution enables the presentation of animations and 3D virtual reality (VR) on mobile devices and is well suited for mobile learning, thus creating new possibilities in the area of e-learning worldwide. Difficult relations in physics as well as intricate experiments in optics can be visualised on mobile devices without need for a personal computer.
ECG simulators, available on the market, imitate the electric activity of the heart in a simplified manner. Thus, they are suitable for education purposes but not really for testing algorithms to recognize complex arrhythmias needed for pacemakers and implantable defibrillators. Especially certain discrimination between various morphologies of atrial and ventricular fibrillation needs simulators providing native electrograms of different patients’ heart rhythm events. This explains the necessity to develop an ECG simulator providing high-resolution native intracardiac and surface electrograms of in-vivo rhythm events. In this paper we demonstrate an approach for an ECG simulator based on a consumer multichannel soundcard and a corresponding software application for a laptop computer. This Live-ECG Simulator is able to handle invasive electrogram recordings from electrophysiological studies and send the data to a modified external soundcard for subsequent digital to analog conversion. The hardware is completed with an electronic circuit providing level adjustment to adapt the output amplitude to the input conditions of several cardiac implants.
AV delay (AVD) optimization is mandatory in cardiac resynchronization (CRT) for heart failure. Several time consuming methods exist. We initialized development of left-atrial electrogram (LAE) feature for Biotronik ICS3000 programmer. It can be utilized to approximate optimal AV delay in CRT patients with pacing systems irrespective of make and model. Using this feature, we studied the share of interatrial conduction intervals (IACT) on individual echo AVD in 45 CRT patients (34m, 11f, mean age 69±6yrs.). The percentage of IACT on optimal echo AVD resulted in44.5±22.1% for VDD and 70.7±10.9% for DDD operation. In all patients, optimal echo AVDs exceeded the individual IACT by a duration of 52.5±33.3ms (p<0.001), at mean. Therefore, if AV delay optimization is not possible or not practicable in CRT patients, AVD should be approximated by individually measuring IACT and adding about 50ms.
AV delay (AVD) optimization can improve hemodynamics and avoid nonresponding to cardiac resynchronization therapy (CRT). AVD can be approximated by the sum of the individual implant-related interatrial conduction interval and a mean electromechanical interval of about 50ms. We searched for methods to facilitate automatic, implant-based AV delay optimization. In 25 patients (19m, 6f, age: 65±8yrs.) with Medtronic Insync III Marquis CRT-D series systems and left ventricular electrode at lateral or posterolateral wall, we determined interatrial conduction intervals by telemetric left ventricular tip versus superior vena cava coil electrogram (LVCE). Compared with esophageal measurements, the duration of optimal AV delay by LVCE showed good correlation (k=0.98, p=0.01) with a difference of 1.5±4.9ms, only. Therefore, LVCE is feasible to determine interatrial conduction intervals in order to automate AV delay optimization in CRT-D pacing promising increased accuracy compared to other algorithms.