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In its first part, this contribution reviews shortly the application of neural network methods to medical problems and characterizes its advantages and problems in the context of the medical background. Successful application examples show that human diagnostic capabilities are significantly worse than the neural diagnostic systems. Then, paradigm of neural networks is shortly introduced and the main problems of medical data base and the basic approaches for training and testing a network by medical data are described. Additionally, the problem of interfacing the network and its result is given and the neuro-fuzzy approach is presented. Finally, as case study of neural rule based diagnosis septic shock diagnosis is described, on one hand by a growing neural network and on the other hand by a rule based system. Keywords: Statistical Classification, Adaptive Prediction, Neural Networks, Neurofuzzy, Medical Systems
This paper proposes a new approach for the encoding of images by only a few important components. Classically, this is done by the Principal Component Analysis (PCA). Recently, the Independent Component Analysis (ICA) has found strong interest in the neural network community. Applied to images, we aim for the most important source patterns with the highest occurrence probability or highest information called principal independent components (PIC). For the example of a synthetic image composed by characters this idea selects the salient ones. For natural images it does not lead to an acceptable reproduction error since no a-priori probabilities can be computed. Combining the traditional principal component criteria of PCA with the independence property of ICA we obtain a better encoding. It turns out that this definition of PIC implements the classical demand of Shannon’s rate distortion theory.
Meeting Abstract : Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 125. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Berlin, 22.-25.04.2008 Einleitung: Ein wesentliches Ziel der modernen Perforatorlappen vom Unterbauch (DIEP-flap) für die Brustrekonstruktion nach Mammaamputation ist die Schonung der Rektusmuskulatur. Der Funktionserhalt der Muskulatur ist abhängig von der Präparationstechnik. In unserer Studie wird die Interaktion zwischen der Muskel- und Nervendurchtrennung und der postoperativen Muskelfunktion untersucht. Material und Methoden: Unser Patientenkollektiv umfasst 42 Patienten. Im Zeitraum von 6/04 bis 06/07 wurden 44 DIEP-Lappen an unserer Klink nach dem gleichen operativen Standard von unterschiedlichen Operateuren zur Brustrekonstruktion transferiert. Die Standards beinhalten die beidseitige Präparation der Perforatorgefäße des Unterbauches, der SIEA-Gefäße, die Auswahl der 2–4 kräftigsten Perforatoren einer Seite und die schonende Präparation der Rektusmuskulatur und der motorischen Nervenäste.In einer prospektiven monozentrischen Studie haben wir die Rektusmuskulatur präoperativ und 6 Monate postoperativ untersucht. Für die Funktionsanalyse wurde sowohl die Myosonografie der Rektusmuskulatur als auch eine klinischen Untersuchung angewandt. Intraoperativ wurde die Anzahl und Lokalisation der Perforatoren, die Länge der gespreizten Muskulatur, die Länge der durchtrennten Muskulatur und die Anzahl und Lokalisation der durchtrennten intramuskulären Nerven in einer Skizze eingetragen. Die Relation zwischen der intraoperativen Muskel- und Nervenschädigung und der postoperativen Funktion wurde analysiert. Ergebnisse: Bei der Hebung des DIEP – flaps wurden im Durchschnitt 10,8 cm Muskulatur gespreizt, 8,2 cm Muskulatur getunnelt und 2,5 cm Muskulatur durchtrennt. In 41% (18 Pat) wurde 1 motorischer Nervenast durchtrennt, in 27,3% (12 Pat) waren es 2 und in 13,6% (6 Pat) 3 Nervenäste. Bei der klinischen Untersuchung 6 Monate postoperativ hatten 8 Patientinnen noch funktionelle Störungen beim Heben schwerer Gegenstände. Myosonografisch fand sich bei 3 Patientinnen eine Funktionsminderung: 1 vollständiger Funktionsverlust der Muskulatur mit Relaxatio, 2 relevante Minderungen der Kontraktilität Bei keiner Patientin fand sich eine Bauchwandhernie. Bei allen Patientinnen mit einer Beeinträchtigung der Muskulatur waren mind. 2 motorische Nervenäste durchtrennt worden. Schlussfolgerung: Die klinische und myosonografische Funktionsanalyse der Bauchwand ermöglicht die Erstellung von Standards zur verbesserten Operationstechnik. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Durchtrennung von 2 oder mehr motorischen Nervenästen vermieden werden muß. Die Länge der durchtrennten und gespreizten Muskulatur ist dagegen von geringerer Bedeutung.
Einleitung: Die pathologische Stimulierbarkeit von Serum-Calcitonin (CT) im relativ niedrigen Bereich (über 100 bis 300 pg/ml) trennt nicht hinreichend zwischen C-Zell-Hyperplasie (CCH) und C-Zell-(Mikro-)Karzinom (CCC), bei Überwiegen der Fälle mit CCH. Der Schilddrüsenisthmus ist frei von C-Zellen (Lit. mult., eigene Studie). Dies führte zur Methode der ITBL , welche nun an einer größeren prospektiv dokumentierten Serie von Patienten evaluiert wird.
Material und Methoden: 102 Patienten mit präoperativ gering bis mäßig erhöhtem CT (stim.≥100 ≤400 pg/ml) wurden mit der Intention zur ITBL operiert. Bei 30 erfolgte die Komplettierung zur totalen Thyreoidektomie (TTX), davon 27 in gleicher Sitzung, im Fall von Malignität unter Einschluss der systematischen Lymphknotendissektion (LNX). Gründe zur Komplettierung waren Mikrokarzinome (12 medulläre, 7 differenzierte) oder benigne Isthmusknoten (n=11).
Ergebnisse: Bei allen 72 Patienten mit definitiver ITBL (darunter 2 Mikro-CCC, übrige CCH) lag, ebenso wie bei den 30 Patienten mit TTX, das postoperative CT unter der Messgrenze (unter 2 pg/ml), mit einer Ausnahme (3 pg/ml, nicht stimulierbar); maximal stim. CT war bei 5 der 72 Patienten im unteren Normbereich messbar (3 – 4,6 pg/ml), bei den übrigen ebenfalls unter der Messgrenze. Alle 102 Patienten waren "biochemisch geheilt".
Schlussfolgerung: Die ITBL hat sich mit hinreichender Sicherheit als optimale Operationsmethode für Fälle mit CCH erwiesen und ist bzgl. ihrer Radikalität der TTX gleichwertig, unter Belassung eines gesunden Schilddrüsenrestes (Isthmus) von funktioneller Relevanz (2 – 5 g).
Einleitung: Der Schlauchmagen (Sleeve Gastrectomy) wurde zunächst als erster Teil der biliopankreatischen Diversion mit Duodealswitch eingeführt, um das operative Risiko durch eine Zweischritt-Therapie zu senken. Zunehmend wird das Verfahren nun auch als eigeneständige Operation zur Gewichtsreduktion eingesetzt, obwohl noch keine Langzeitergebnisse vorliegen.
Material und Methoden: Im Zeitraum von 03/2001 bis 03/2007 wurden 120 Patienten (mittleres Alter: 40,3 Jahre; Geschlecht : 86 Frauen, 34 Männer ; Mittelwerte für Gewicht (179,8 kg), Körperlänge (1,72 m), BMI (60,7 kg/m2)Übergewicht (117,1 kg)mit einem laparoskopischen Schlauchmagenbildung behandelt. Die Ausgangssituation war zwischen den Gruppen nicht verschieden (Pearson). Bei 106 der Patienten war ein BPD-DS geplant, der in zwei Schritten erfolgen sollte. 6 Patienten hatten bereits vorher ein Magenband. In der Gruppe A (n=25) erfolgte keine Kalibration des Schlauches mit Hilfe einer Sonde. In Gruppe B (n=32) wurde eine 44 French und in Gruppe C (n=63) eine 33 French im Durchmesser starke Sonde zur Kalibration eingesetzt.
Ergebnisse: Intraoperativ wurden durch Volumenmessung über die Sonde die Schlauchvolumina mit einer hohen Varianz gemessen (A: 149,0 ml, SD: 15,2; B:117,4 ml, SD:34,8; C: 78,3 ml,SD: 17,9). Die Unterschiede waren statistisch signifikant (p<0,01; eta2=0,61). Besonders deutlich waren die Unterschiede im resezierten Magenvolumen (A:490,2 ml; B 732,7 ml; C:1156,1 ml). Da statistisch keine Abhängigkeit zwischen BMI und Magenvolumen nachgewiesen w erden konnte, zeigt sich die Ungenauigkeit der Schlauchmagenmessung gegenüber der Messung des resezierten Magenvolumens. Ergebnisse der Gewichtsreduktion zeigen eine Abhängigkeit von der Kalibration des Magenschlauches und des resezierten Magen-Volumens. Der Gewichtsverlust beträgt im Gesamtpatientengut und zeigt ab dem 3. Postoperativen Jahr eine Tendenz zum Wiederanstieg des Gewichtes. Eine unterlassene Kalibration und ein Volumen von weniger als 500 cm3 für den entfernten Magen sind mit einem Gewichtsanstieg spätestens nach 2- 3 Jahre verbunden. Der Verlust von 20 BMI-Punkten wird nach 2 Jahren erreicht.
Schlussfolgerung: Die Schlauchmagenbildung ist ein restriktives Verfahren, dass bei einer Kalibration eines engen Magenschlauches (32 French) und einem resezierten Magenvolumen von mindestens 500 eine sehr gute Gewichtsreduktion erzielt, die sich bei dem EWL zwischen de Ergebnissen des Magenbandes und des Magenbypass bewegt. Durch Anpassung der Ernährungsgewohnheiten kann es wie bei allen pur restriktiven Verfahren zu einem Wiederanstieg des Körpergewichtes.
The hadronic final state of central Pb+Pb collisions at 20, 30, 40, 80, and 158 AGeV has been measured by the CERN NA49 collaboration. The mean transverse mass of pions and kaons at midrapidity stays nearly constant in this energy range, whereas at lower energies, at the AGS, a steep increase with beam energy was measured. Compared to p+p collisions as well as to model calculations, anomalies in the energy dependence of pion and kaon production at lower SPS energies are observed. These findings can be explained, assuming that the energy density reached in central A+A collisions at lower SPS energies is sufficient to transform the hot and dense nuclear matter into a deconfined phase.
Low energy beam transport (LEBT) for a future heavy ion driven inertial fusion (HIDIF [1]) facility is a crucial point using a Bi+ beam of 40 mA at 156 keV. High space charge forces (generalised perveance K=3.6*10-3) restrict the use of electrostatic focussing systems. On the other hand magnetic lenses using space charge compensation suffer from the low particle velocity. Additionally the emittance requirements are very high in order to avoid particle losses in the linac and at ring injection [2]. urthermore source noise and rise time of space charge compensation [3] might enhance particle losses and emittance. Gabor lenses [4] using a continuous space charge cloud for focussing could be a serious alternative to conventional LEBT systems. They combine strong cylinder symmetric focussing with partly space charge compensation and low emittance growth due to lower non linear fields. A high tolerance against source noise and current fluctuations and reduced investment costs are other possible advantages. The proof of principle has already been shown [5, 6]. To broaden the experiences an experimental program was started. Therefrom the first experimental results using a double Gabor lens (DGPL, see fig. 1 ) LEBT system for transporting an high perveance Xe+ beam will be presented and the results of numerical simulations will be shown.