Die Blickrichtung und ihre Richtung sind wichtige nonverbale Hinweise für die Etablierung von sozialen Interaktionen und die Wahrnehmung von emotionalen Gesichtsausdrücken bei anderen. Ob der Blick direkt auf den Betrachter gerichtet ist (direkter Blick) oder abgewendet (abgewandter Blick), beeinflusst unsere soziale Aufmerksamkeit und emotionale Reaktionen. Dies deutet darauf hin, dass Emotionen und Blickrichtung informative Werte haben, die sich möglicherweise in frühen oder späteren Stadien der neurokognitiven Verarbeitung interagieren. Trotz theoretischer Grundlage, der geteilten Signal-Hypothese (Adams & Kleck, 2003), gibt es einen Mangel an strukturierten elektrophysiologischen Untersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen Emotionen und Blickrichtung sowie ihren neuronalen Korrelaten und wie sie sich in verschiedenen Bevölkerungsgruppen unterscheiden. Um diese Lücke zu schließen, verwendete diese Doktorarbeit ereigniskorrelierte Hirnpotentiale (ERPs), um die Reaktionen auf emotionale Ausdrücke und Blickrichtung in einem neuen Paradigma zu untersuchen, das statischen und dynamischen Blick mit Gesichtsausdrücken kombiniert. Es wurden drei verschiedene Populationen untersucht. Studie 1 untersuchte in einer normalen Stichprobe die Amplituden der ERP-Komponenten, die durch die erstmalige Präsentation von Gesichtern und nachfolgende Änderungen der Blickrichtung in der Hälfte der Durchgänge ausgelöst wurden. In Studie 2 wurden aufgrund der atypischen Gesichtsverarbeitung und verminderten Reaktionen auf Augenblick beim Autismus die ERPs und Augenbewegungen bei zwei Stichproben von Kindern mit unterschiedlichem Schweregrad ihrer Autismusmerkmale untersucht. In Studie 3 wurde in einer großen Stichprobe die vermutlich erhöhte Sensitivität bei der Emotionsverarbeitung und Reaktion auf Augenblick bei Müttern im postpartalen Zeitraum mit besonderem Fokus auf die Gesichter von Säuglingen untersucht. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der drei Studien, dass in sozialen Interaktionen die emotionalen Effekte von Gesichtern durch die dynamische Blickrichtung moduliert werden. / The eye gaze and its direction are important and relevant non-verbal cues for the establishment of social interactions and the perception of others’ emotional facial expressions. Gaze direction itself, whether eyes are looking straight at the viewer (direct gaze) or whether they look away (averted gaze), affects our social attention and emotional response. This implies that both emotion and gaze have informational values, which might interact at early or later stages of neurocognitive processing. Despite the suggestion of a theoretical basis for this interaction, the shared signal hypothesis (Adams & Kleck, 2003), there is a lack of structured electrophysiological investigations into the interactions between emotion and gaze and their neural correlates, and how they vary across populations. Addressing this need, the present doctoral dissertation used event-related brain potentials (ERPs) to study responses to emotional expressions and gaze direction in a novel paradigm combining static and dynamic gaze with facial expressions. The N170 and EPN were selected as ERP components believed to reflect gaze perception and reflexive attention, respectively. Three different populations were investigated. Study 1, in a normal sample, investigated the amplitudes of the ERP components elicited by the initial presentation of faces and subsequent changes of gaze direction in half of the trials. In Study 2, based on the atypical face processing and diminished responses to eye gaze in autism, the ERPs and eye movements were examined in two samples of children varying in the severity of their autism traits. In Study 3, In a large sample, I addressed the putatively increased sensitivity in emotion processing and response to eye gaze in mothers during their postpartum period with a particular focus on infant's faces. Taken together, the results from three studies demonstrate that in social interactions, the emotional effects of faces are modulated by dynamic gaze direction.

Die Arbeit untersucht die Bedeutung der inhaltlichen Ausgestaltung von Geschlechterpolitik am Beispiel von Gender Mainstreaming mit theoretischen Angeboten und Versatzstücken von feministischen Theorien in deutschen Kommunen. Auf Grundlage einer Analyse kommunaler Dokumente und qualitativer Interviews wird gezeigt, welches feministische Wissen in Geschlechterpolitik einfließt, welche Filter und Transferbruchstellen wirksam werden und welche Folgen dies für die theoretische Ausgestaltung von Politikstrategien wie Gender Mainstreaming hat. Deutlich wird, dass es weniger zu einer zunehmenden Kluft zwischen Theorieangeboten und Geschlechterpolitik kommt, sondern vielmehr zu einer selektiven Übernahme bestimmter Theorieangebote, die sich nicht immer passgenau in Strukturen und Institutionen von Geschlechterpolitik einfügen und die daher vielfältige Verwerfungen mit sich bringen können. Abschließend werden die Folgen eines solchen Ausschlusses und einer solchen exklusiven Verwendung bestimmter feministischer Theorieangebote und mögliche Alternativen für die politische Praxis besprochen. / This doctoral thesis presents empirical results of an interdisciplinary study, which explores the configuration of ‘gender mainstreaming’ with feminist theory in German municipalities. The results are based on the analysis of municipal documents and qualitative interviews in ten German municipalities. Drawing on the example of the strategy of ‘gender mainstreaming’ this study emphasizes the theoretical configuration of gender policy with components and elements of feminist knowledge. It shows to what extend different generations or bundles of feminist theory are of particular relevance for political practice. The study presents empirical evidence that the configuration of ‘gender mainstreaming’ predominantly refers to a small range of feminist theories, while specific feminist theories like very recent theoretical trends are expelled. As a consequence feminist knowledge is not only extremely fractured, but also creates rupture zones when being transferred into political practice. Concluding the study raises the question for the actual effects of this exclusive usage of feminist theory within political practice and political movements.

In der vorliegenden Forschungsarbeit untersuche ich Ent_Erwähnung als diskriminierende Sprachhandlung in den zwei Diskursfeldern Berufsbezeichnungen für Frauen* in der polnischen Sprache, wie auch Migratisierungsbezeichnungen für Frauen* in der deutschen Sprache aus positionierter Forscher_innenperspektive (vgl. Harding 1995). Ziel ist das Aufzeigen der Interdependenz unterschiedlicher Diskriminierungsebenen von Genderismus, Rassismus und Klassismus, die durch Ent_Erwähnung (Lockward 2010) realisiert wird. Anhand eines selbst erstellten Zeitungskorpus erfasse ich den sprachlichen Status Quo von Bezeichnungen für Frauen* in unterschiedlichen Zeiträumen (2013-2017) und werte ihn anschließend mittels einer qualitativen und quantitativen Inhaltsanalyse aus. Meinen Erkenntnisse aus psycholinguistischen Studien und weiteren Theorien und Erkenntnissen aus der Sekundärliteratur ergänze ich mit Expert_inneninterviews. Berufsbezeichnungen in der polnischen Sprache konzeptualisieren genderistische Stereotype, die über Klassismus strukturiert sind. Rund vierzig Prozent der registrierten Berufsbezeichnungen kommen einmal in maskuliner und femininer Form vor. Die untersuchten Migratisierungsbezeichnungen werden überwiegend in androgendernden maskulinen Pluralformen realisiert, und bilden somit eine Grundlage für eine Entindividualisierung und Pauschalisierung, wodurch diskriminierende Metaphern (Flucht als Naturkatastrophe) produktiver gebildet werden können. Frauen* und queere Lebensrealitäten werden überwiegend in Migratisierungsbezeichnungen ent_erwähnt. Über das asymmetrische Verwenden von Personenbezeichnungen in Polizeiberichten werden rassistische Tatmotivationen durch Migratisierungsbezeichnungen markiert. Als ausschlaggebendes gemeinsames Element meiner Untersuchungen werte ich die Retraditionalisierung und Nationalisierung, auf der sich die Interdependenz der Ent_Erwähnung von Frauen* unabhängig der untersuchten Diskurse und Sprachen abspielt. / In the current research work I consider Ent_Erwähnung („de_mentioned“, „unmentioning“) as discriminatory language use in the two separate fields of discourse; professional titles for women* in the polish language, and migrational descriptions (migratized appellations) for women* in the german language from a positioned research perspective (Harding 1995). The purpose is to demonstrate the interdepence between multiple levels of discrimination; genderism, racism and classism, and how these are implemented through Ent_Erwähnung (Lockward 2010). Using a self- performed newspaper survey I gathered a linguistic status quo of descriptions for women* during different time periods (2013-2017), I then interpreted the data and performed a qualitative and quantitative analysis of the contents. My knowledge of psycholinguistic studies and other theories, together with findings from secondary literature will be complemented by interviews with experts. Professional titles in the polish language conceptualize genderist stereotypes, which are structured by classism. About fourty percent of the registered professional titles occur once in feminine and masculine form. The studied migrational descriptions (migratized appellations) are predominantly applied in androgynous masculine plural form, and therefore provide a basis for de-individualization and generalization; and in this way can be more effectively framed together with discriminative metaphors (flight as a natural disaster). Women* and people in queer life situations are ent_erwähnt predominantly in migrational descriptions. Through asymmetrical use of personal descriptions in police reports, racist motivation for crime is highlighted via migrational descriptions (migratized appellations). As a crucial common element of my research I consider retraditionalization and nationalization; upon which the interdependency of Ent_Erwähnung (de_mentioning) of women* occurs independently from the discourses and languages.

Diese Untersuchung beschäftigt sich mit der Frage, welche Krankheitskonzepte depressiven Patienten (ICD-10) und ihre Partnern haben und welche Behandlungs-erfahrungen gemacht wurden. Das Ziel der Untersuchung besteht darin, auf der Grundlage einer ressourcenorientierten explorativen Sichtweise die rehabilitativen Möglichkeiten für depressive Patienten und ihre Partner zu erweitern und geschlechtsspezifische Unterschiede einzubeziehen. Die Forschung zur Compliance macht deutlich, dass die Übereinstimmung der Krankheitskonzepte die Behandlungsergebnisse entscheidend verbessern kann. Es wurde den Fragen nachgegangen, worin sich die Attributionen auf Krankheitsursachen bei Patienten und ihren Partnern unterscheiden und welche Auswirkungen sich für das partnerschaftliche Unterstützungsverhalten ergeben. Zudem wurden die motiva-tionalen Schemata auf der Grundlage der Konsistenztheorie (Grawe, 1998; 2004) erhoben, Geschlechtsunterschiede und die Partnerschaftsqualität beachtet. Als Theorien wurden zum Beispiel die Theorie der wahrgenommenen Verantwortlichkeit (Weiner, 1986) und der gelernten Hilflosigkeit (Seligman, 1975; Abramson, Seligman & Teasdale, 1978) und daraus Fragestellungen entwickelt. Diese Arbeit hat sich die Aufgabe gestellt, die persönlichen Besonderheiten der depressiven Patienten und ihrer Partner zu beachten. Die Methodik besteht aus einem semistrukturierten qualitativen Interview sowie standardisierten Fragebögen. Es wurden 46 depressive Patienten und 46 Partner einer Psychiatrie- und Psychotherapiestation untersucht. Es konnten verschiedene Zusammenhänge zwischen der Partnerschaftsqualität, der partnerschaftlichen Unterstützung, den Einstellungen und motivationalen Schemata gefunden werden. Die Ergebnisse zeigen, dass geschlechtsspezifische Unter-schiede bei Patienten und Partnern viel stärker in der Therapie beachtet werden sollten. Es konnte gezeigt werden, dass sich innerhalb der diagnostischen Zuord-nung einer Depression sehr verschiedene individuelle Krankheitskonzepte bei Patienten und bei den Partnern ergeben. Es lassen sich jedoch auch Probleme aufzeigen, die mit einem leitlinienorientierten Vorgehen in der Psychotherapie verbunden sind. Die qualitative Befragung konnte innere Prozesse und Entwicklungen gut sichtbar machen, die quantitative Methodik der Fragebögen bildete Status und überdauernde Motive gut ab. Mögliche Anwendungen und Impli-kationen für die klinische Praxis sowie die Einbeziehung der Partner werden diskutiert. / This study is employed with the questions what kind of illness representations and experiences of examination are generated by depressive patients (ICD-10) and their partners. The goal is existed in finding more possibilities in rehabilitation and therapy for the couples are based on resources and sex differences. The research of compliance comes to the resolution that the agreement in illness representations is able to improve the outcomes of therapy. Therefore, the questions are, which differences in illness representations by patients and partners, expectations, solutions of support by the couples, males and females can be found and what are the consequences for compliance and their relationship. Then, the motivational schemata based on the consistence-theory (Grawe, 1998; 2004) were considered. On basic were included the theories of perceived responsibility (Weiner, 1986) and learned helplessness (Seligman, 1975; Abramson, Seligman & Teasdale, 1978) and then developed individual questions. The method is a mixed design in qualitative (semi-structured interview) and quantitative instruments (tests). Data are used from 92 persons, 46 patients they are in clinical treatment and their partners. There are found that quality of partnership is associated with support, the expectations, attitudes and individual motivational schemata of the persons. Sex differences should be stronger observed in treatment. Turns out, into the notation “depression”, there are different individual illness representations of patients and their partners. The application of guideline-oriented procedures in psychotherapy has been criticized. Qualitative interviews were appropriate to describe processes and developments, quantitative tests were appropriate to expose the status and outlasting motives. Results are presented in terms of their implications for supporting treatment and involving partners into this process.

Wiederholte Messungen mehrerer Individuen sind von entscheidender Bedeutung für die Psychologie. Beispiele sind längsschnittliche Paneldaten und Elektroenzephalografie-Daten (EEG-Daten). In dieser Arbeit entwickle ich für jede dieser beiden Datenarten neue Analyseansätze, denen Methoden des maschinellen Lernens zu Grunde liegen. Für Paneldaten entwickle ich Gauß-Prozess-Panelmodellierung (GPPM), die auf der flexiblen Bayesschen Methode der Gauß-Prozess-Regression basiert. Der Vergleich von GPPM mit längsschnittlicher Strukturgleichungsmodellierung (lSEM), welche die meisten herkömmlichen Panelmodellierungsmethoden als Sonderfälle enthält, zeigt, dass lSEM wiederum als Sonderfall von GPPM aufgefasst werden kann. Im Gegensatz zu lSEM eignet sich GPPM gut zur zeitkontinuierlichen Modellierung, kann eine größere Menge von Modellen beschreiben, und beinhaltet einen einfachen Ansatz zur Generierung personenspezifischer Vorhersagen. Ich zeige, dass die implementierte GPPM-Darstellung gegenüber bestehender SEM Software eine bis zu neunfach beschleunigte Parameterschätzung erlaubt. Für EEG-Daten entwickle ich einen personenspezifischen Modellierungsansatz zur Identifizierung und Quantifizierung von Unterschieden zwischen Personen, die in konventionellen EEG-Analyseverfahren ignoriert werden. Im Rahmen dieses Ansatzes wird aus einer großen Menge hypothetischer Kandidatenmodelle das beste Modell für jede Person ausgewählt. Zur Modellauswahl wird ein Verfahren aus dem Bereich des maschinellen Lernens genutzt. Ich zeig ich, wie die Modelle sowohl auf der Personen- als auch auf der Gruppenebene interpretiert werden können. Ich validiere den vorgeschlagenen Ansatz anhand von Daten zur Arbeitsgedächtnisleistung. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die erhaltenen personenspezifischen Modelle eine genauere Beschreibung des Zusammenhangs von Verhalten und Hirnaktivität ermöglichen als konventionelle, nicht personenspezifische EEG-Analyseverfahren. / Repeated measures obtained from multiple individuals are of crucial importance for developmental research. Examples of repeated measures obtained from multiple individuals include longitudinal panel and electroencephalography (EEG) data. In this thesis, I develop a novel analysis approach based on machine learning methods for each of these two data modalities. For longitudinal panel data, I develop Gaussian process panel modeling (GPPM), which is based on the flexible Bayesian approach of Gaussian process regression. The comparison of GPPM with longitudinal structural equation modeling (SEM), which contains most conventional panel modeling approaches as special cases, reveals that GPPM in turn encompasses longitudinal SEM as a special case. In contrast to longitudinal SEM, GPPM is well suited for continuous-time modeling, can express a larger set of models, and includes a straightforward approach to obtain person-specific predictions. The comparison between the developed GPPM toolbox and existing SEM software reveals that the GPPM representation of popular longitudinal SEMs decreases the amount of time needed for parameter estimation up to ninefold. For EEG data, I develop an approach to derive person-specific models for the identification and quantification of between-person differences in EEG responses that are ignored by conventional EEG analysis methods. The approach relies on a framework that selects the best model for each person based on a large set of hypothesized candidate models using a model selection approach from machine learning. I show how the obtained models can be interpreted on the individual as well as on the group level. I validate the proposed approach on a working memory data set. The results demonstrate that the obtained person-specific models provide a more accurate description of the link between behavior and EEG data than the conventional nonspecific EEG analysis approach.

Im Rahmen des Leistungsansatzes von emotionaler Intelligenz sehen Mayer und Salovey (1997) Emotionsverstaendnis als Voraussetzung für Emotionsregulation. Es sollte nützlich sein zu wissen, wie man sich in bestimmten Situationen fühlen wird. Zur Messung werden unter anderem Vignetten eingesetzt, in denen Emotionen für hypothetische Situationen vorhergesagt werden. Im Gegensatz dazu postulieren Gilbert und Wilson (2003) charakteristische Fehler bei affektiven Vorhersagen, die motivational günstig sind. In der vorliegenden Arbeit wird die Akkuratheit emotionaler Vorhersagen im natürlichen Umfeld untersucht, um dessen adaptiven Wert zu beurteilen. Zunächst sollten Beamtenanwärter ihre Emotionen in einer bedeutenden Testsituation vorhersagen (N=143). Dann wurden studentische Arbeitsgruppen (180 Mitglieder in 43 Gruppen) gebeten, Gefühle zwischen den Mitgliedern zu prognostizieren (Zuneigung, Zufriedenheit mit der Zusammenarbeit, Freude und Ärger). Akkuratheit wurde als geringer Bias (euklidische Distanz) und hohe Korrespondenz (Profilkorrelation) definiert. Das Round Robin Design der zweiten Studie ermöglichte die Varianzzerlegung der Akkuratheit nach Cronbach (1955). In beiden Studien ist ein niedriger Bias adaptiv in Hinblick auf harte Kriterien, auch inkrementell über Intelligenz und Persönlichkeit hinaus. Bias hing teilweise mit Allgemeinwissen zusammen, aber nicht mit Intelligenz. Zusammenhänge zu emotionaler Intelligenz waren inkonsistent. Die Akkuratheit als Korrespondenz ist theoretisch interessant aber deutlich weniger reliabel. Auf Gruppenebene konnte die Korrespondenz Kriterien vorhersagen, aber es zeigte sich keine inkrementelle Validität. Zukünftige Forschung sollte sich auf spezifische Situationen und spezifische Emotionen konzentrieren sowie die Prozesse untersuchen, die emotionalen Vorhersagen zugrunde liegen. / In the ability model of emotional intelligence by Mayer and Salovey (1997), emotional understanding is a prerequisite for emotion regulation. Knowing which emotions occur in which situations should be beneficial and adaptive. One of the subtests for emotional understanding asks for likely emotional reactions in hypothetical situations. In contrast, Gilbert and Wilson (2003) argue that characteristic biases in affective forecasting are adaptive. The current thesis aims to measure accuracy of emotional predictions in a natural setting and examines its adaptive value. In the anxiety study, public officials were asked to predict future emotions in an important test (N=143). The second study focused on freshman student work-groups (N=180 in 43 groups). Group members predicted interpersonal feelings for each other (affection, satisfaction with the collaboration, fun, and anger). In both studies, accuracy of emotional predictions is defined as low bias (i.e. Euclidean distance) and high correspondence (i.e. profile correlation). The round robin design in the work-group study also allows to decompose accuracy following Cronbach (1955). In both studies, a low bias was adaptive in terms of strong criteria, also incrementally over and above intelligence and personality alone. Accuracy was partly related to general knowledge but not to intelligence. Associations to emotional intelligence were inconsistent. Accuracy as correspondence is theoretically interesting but much less reliable. There is some evidence for its adaptive value on a group level but no indication of incremental validity. Future research should focus on specific situations and specific emotions. Also, processes underlying affective forecasts should be evaluated in detail.

Interleukin(IL)-22, ein Zytokin der IL-10-Interferon-Familie, beeinflusst die Funktion von Gewebezellen, wirkt jedoch nicht auf Immunzellen. In dieser Arbeit konnte ich zeigen, dass IL-22 in Keratinozyten nur eine begrenzte Anzahl von Genen in ihrer Expression reguliert, was eine Hemmung der terminalen Differenzierung und eine Steigerung der antimikrobiellen Abwehr und der zellulären Mobilität bewirkt. Diese IL-22-Effekte konnten in vivo aufgrund ihrer Induzierbarkeit durch eine IL-22-Behandlung in Mäusen bestätigt werden und fanden sich darüber hinaus in der läsionalen Haut von Patienten mit Psoriasis wieder. Eine pathogenetische Rolle von IL-22 bei Psoriasis wurde durch eine gefundene Erhöhung der IL-22-Spiegel im Blut dieser Patienten und eine Korrelation dieser mit dem Schweregrad der Erkrankung untermauert. Eine Untersuchung der Wirkung von IL-22 auf Hepatozyten zeigte, dass IL-22 in diesen Zellen die Produktion des LPS-Bindungsproteins (LBP) steigert, welches in hohen Konzentrationen bakterielle Bestandteile neutralisiert. In vivo zeigte sich, dass eine IL-22-Gabe in der Maus eine verstärkte Expression von LBP in der Leber und erhöhte sytemische LBP-Spiegel bewirkt. Diese Hepatozyten-spezifische IL-22-Wirkung spiegelte sich bei Patienten mit Morbus Crohn in erhöhten systemischen LBP-Spiegeln wieder. Bei der Psoriasis steht vor allem der regenerative Phänotyp der Keratinozyten, gekennzeichnet durch eine verminderte terminale Differenzierung und eine gesteigerte Mobilität, im Vordergrund und bildet die Ursache für die klinisch sichtbaren epidermalen Veränderungen. Demgegenüber könnte bei Morbus Crohn IL 22 durch die Induktion von hepatozytärem LBP zur Neutralisierung von durch die gestörte Darmbarriere ins Blut translozierte bakterielle LPS zur lokalen Begrenzung der Entzündung beitragen. Ausgehend von diesen Beobachtungen wäre eine IL-22-Neutralisierung bzw. IL-22-Applikation ein innovativer Therapieansatz für die Behandlung von Psoriasis und Morbus Crohn. / Interleukin(IL)-22, a cytokine belonging to the IL-10-Interferon-family, regulates the function of tissue cells, but not of immune cells. Here, I could show, that in keratinocytes IL-22 regulates the expression of a limited number of genes leading to an inhibition of the terminal differentiation and an increase of the antimicrobial defense and cellular mobility. These IL-22 effects were also confirmed in vivo as they could be induced in mice by IL-22-treatment and moreover, were also found to be present in the lesional skin of psoriasis patients. A pathogenetic role of IL-22 in psoriasis was substantiated by the finding that IL-22 level are elevated in the blood of these patients and correlated with the disease severity. By investigating the influence of IL-22 on hepatocytes, I found an increase of LPS-binding protein (LBP) production by IL-22, a protein which neutralizes bacterial components at high concentrations. In vivo, IL-22 treatment of mice led to a high hepatic LBP expression and elevated blood LBP level. This hepatocyte-specific IL-22 effect was reflected in patients with crohn´s disease in elevated systemic LBP level. In psoriasis, especially the regenerative phenotype of keratinocytes, characterized by the distorted terminal differentiation and enhanced mobility, is a key feature and the basis for the clinically visible epidermal alterations. In contrast, in crohn´s disease by inducing hepatic LBP production IL-22 likely contributes to the neutralisation of LPS translocated into the blood via the distorted intestinal barrier and thereby to a local limitation of inflammation. Based on these observations a neutralisation or application of IL-22 would be an innovative therapeutic approach for the treatment of psoriasis and crohn´s disease, respectively.

Spätestens seit der Tagung „Staat Macht Uniform“ in Münster 2010 gilt die „Uniformenkunde“ nicht mehr als Liebhaberei von Militärgeschichtsfreunden, die Paspelierungen, Knöpfe und Schulterstücke akribisch dokumentieren. Auch die Militärgeschichte, die in Deutschland durch die Rolle der Wehrmacht im Zweiten Weltkrieg bis in die 1990er Jahre eher ein Schattendasein führte, was den breiten geschichtswissenschaftlichen Fachdiskurs betraf, wird inzwischen mit der Sozial-, Kultur-, Kommunikations- und Geistesgeschichte verbunden und gilt als innovativer Zweig der Geschichtswissenschaft: Neue Fragen werden gestellt, neue Antworten gegeben.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Umsetzung von Methoden und Werkzeugen zur Bereitstellung von Modellen und Randbedingungen für die Konstruktion individueller Langzeit-Knochenimplantate (Konstruktionsvorbereitung). Grundlage dabei ist, dass die Planung aus medizinischer Sicht z.B. durch einen Chirurgen und die Konstruktion unter technischen Aspekten z.B. durch einen Konstrukteur getrennt erfolgt. Hierfür wird ein erarbeitetes Planungskonzept vorgestellt, welches sowohl die geplanten geometrischen Merkmale, als auch weiterführende Metadaten beinhaltet (Randbedingungen). Die Übergabe dieser Planungsdaten an die Konstruktion erfolgt über eine dafür entworfene Formatbeschreibung im Kontext der Schnittstelle zwischen Mediziner und Ingenieur. Weiterführend wird die Notwendigkeit von speziellen Funktionen für die Konstruktion von individuellen Implantaten in der Arbeitsumgebung des Konstrukteurs (z.B. Modelliersystem – CAD) am Beispiel der konturlinienbasierten Modellrekonstruktion erörtert. Die gesamtheitliche Basis bildet eine durchgängig digitale Prozesskette zur Datenaufbereitung, Konstruktion und Fertigung. Die Anwendbarkeit der Methoden und zweier umgesetzter Demonstratoren wurde innerhalb eines interdisziplinär angelegten Projektes am realen Patientenfall bestätigt.

In der vorliegenden Arbeit werden kontinuumsmechanische Probleme mit nichtmateriellen Randbedingungen untersucht. Randbedingungen gelten dabei als nichtmateriell, wenn sie im Zeitverlauf nicht ein und demselben materiellen Punkt zugeordnet werden können. Die Erweiterung der klassischen kontinuumsmechanischen Feldgleichungen um solche Randbedingungen erfolgt unter Anwendung einer Arbitrary-LAGRANGE-EULER-Kinematik. Hierbei wird eine Notation entwickelt, bei der Feldgrößen und Operatoren ihre jeweilige Platzierung eindeutig zugeordnet wird. Insbesondere in Hinblick auf eine konsistente Darstellung von Ableitungsoperatoren werden die Vorteile dieser Schreibweise dargelegt. Zur Ermittlung und Untersuchung (semi-)analytischer Lösungen dienen Beispiele eindimensionaler Kontinua, die sich zwei unterschiedlichen Problemklassen zuordnen lassen. In der ersten Problemklasse gelingen analytische Lösungen mit Hilfe eines Integrations- und eines Separationsansatzes für das Modell einer axial unbewegten, schwingenden Saite. Als nichtmaterielle Randbedingungen werden dabei die transversalen Verschiebungen an zwei zeitabhängigen Positionen zu null vorgeschrieben. In der zweiten Problemklasse sind eine Saite sowie ein Seil, die einer vorgegebenen axialen Führungsbewegung unterliegen, Gegenstand der Untersuchung. In diesem Fall sind die zwei vorgegebenen, räumlich festen Verschiebungsrandbedingungen nichtmateriell. Es finden (semi-)analytische Verfahren Anwendung. Die Relativgeschwindigkeit zwischen den Randbedingungen und dem jeweils betrachteten Kontinuum wird dabei als beliebig zeitabhängig angenommen. Eine experimentelle Studie zum Schwingungsverhalten eines Monochords mit nichtmateriellen Randbedingungen vervollständigt die Analyse eindimensionaler Kontinua. Aus den ermittelten (semi-)analytischen Lösungen werden Rückschlüsse auf das Transformationsverhalten der Bewegungsgleichungen dreidimensionaler Kontinua gezogen. Damit sind die entwickelten Methoden in vielen technischen Anwendungen einsetzbar. Als ein wirtschaftlich bedeutendes Beispiel ist die Schwingungsanalyse axial bewegter Papierbahnen in Papierproduktionsmaschinen zu nennen. / Within this work, problems of continuum mechanics with non-material boundary conditions are investigated. Boundary conditions are classified as non-material if they can not be assigned to one and only one material particle over time. The extension of the classical field-equations of continuum mechanics by such boundary conditions is realized by application of Arbitrary-LAGRANGE -E ULER -Kinematics. Therefore a notation, which assigns the particular placement to field quantities and operators, is developed. The advantages of this notation can be identified particularly with regard to a consistent representation of derivative operators. Examples of one-dimensional continua, which can be assigned to different problem categories, are used to determine and investigate (semi-)analytical solutions. In the first category, analytical solutions can be found using an integral and a separation formulation for the model of an axially non-moving, vibrating string. As non-material boundary conditions the transverse displacements at two time-dependent positions are prescribed to zero. A string and a wire, which are moved axially, are investigated within the second problem category. In this case, the prescribed, spatially fixed displacement conditions are non-material. The applied methods are (semi-)analytical. The relative velocity between the boundary conditions and the considered continuum is assumed to be arbitrary time-dependent. An experimental study on the vibration behaviour of a monochord with non-material boundary conditions completes the analysis of one-dimensional continua. Conclusions on the transformation of the equations of motion of three-dimensional continua are derived from the determined (semi-)analytical solutions. For this reason the developed methods are usable in many technical applications. The vibration analysis of axially moving paper sheets in papermaking machines can be stated as an economical important example.