In der anästhesiologischen Aus- und Weiterbildung sind Simulationen mittels so genannter High-Fidelity-Patient Simulators (HFPSs) mittlerweile eine etablierte Methode, um medizinische Fertigkeiten und den Umgang mit (kritischen) Narkosezwischenfällen zu trainieren. Inwiefern simulierte kritische Narkosezwischenfälle bei den Teilnehmern psychische und endokrine Stressreaktionen hervorrufen und inwieweit die endokrine Stressreaktion bzw. Stressreagibilität mit der medizinischen Leistung assoziiert ist, wurde bislang in der Forschung zu HFPSs vernachlässigt. Ziel von Experiment 1 der vorliegenden Arbeit war es deshalb, eine mittels HFPS simulierte Notfallsituation (Herzstillstand) als akuten Stressor zu validieren. Hierfür wurde die simulierte Notfallsituation (SIM) mit einem Standardlaborstressor ([LS] Rede vor Videokamera) und einer Ruhebedingung (RB) verglichen. Der Untersuchung lag ein 3 (Bedingung) x 2 (Geschlecht) x 7 (Messzeitpunkt)-faktorieller Plan zugrunde. Vierunddreißig Medizinstudenten (16 Frauen, 18 Männer) im Praktischen Jahr mit Wahlfach Anästhesiologie wurden den gegenbalancierten Abfolgen der drei Versuchsbedingungen (SIM, LS, RB) randomisiert zugewiesen und durchliefen diese messwiederholt. Als abhängige Variablen wurden die endokrine Stressreaktion, operationalisiert über das Speichelcortisol, und die psychische Stressreaktion anhand visueller Analogskalen alle 15 Minuten ab 15 Minuten vor bis 60 Minuten nach der Intervention erfasst. In SIM wurde zudem die medizinische Leistung gemäß der European Resuscitation Council Guidelines for Resuscitation (Nolan, et al., 2005) ausgewertet. Vor den Varianzanalysen wurden für die endokrine und psychische Stressreaktion Differenzmaße jeweils zwischen den beiden Stressbedingungen und der Ruhebedingung gebildet, also die Werte der RB jeweils von denen der Stressbedingungen subtrahiert. Verglichen mit RB führten die Stressbedingungen zu einem signifikanten Anstieg des Speichelcortisols. Hinsichtlich der endokrinen Stressreaktion unterschieden sich die Stressbedingungen nicht signifikant voneinander. LS induzierte eine signifikant höhere psychische Stressreaktion als SIM. Zwischen medizinischer Leistung und Speichelcortisol-Anstieg unter der simulierten Notfallsituation konnte kein Zusammenhang beobachtet werden. Hingegen zeigte sich eine signifikant positive Korrelation zwischen dem Speichelcortisol-Anstieg, der unter dem LS beobachtet wurde, und der medizinischen Leistung im SIM. Aufgrund der zeitlich versetzten Erfassung dieser beiden Variablen könnte eine hohe endokrine Stressreagibilität als Prädiktor für eine gute medizinische Leistung herangezogen werden. Das Ausmaß der Kontrollierbarkeit (Kontrollierbarkeit [K] vs. Unkontrollierbarkeit [UK]) eines Stressors hat einen modifizierenden Einfluss auf motivationale, kognitiv-assoziative und emotionale Parameter. Darüber hinaus sind auch Veränderungen somatischer Stressindikatoren nach der Erfahrung von K vs. UK zu verzeichnen. Experiment 2 diente dazu, die Effekte von K vs. UK auf einen endokrinen Stressindikator (Speichelcortisol) bei simulierten Narkosekomplikationen (akute Effekte in der Trainingsphase [Tag I]) und bei einer simulierten Notfallsituation (Transfereffekte in der Testphase [Tag II]) zu untersuchen. Zudem wurde der Zusammenhang zwischen endokriner Stressreaktion (an Tag I und an Tag II) und medizinischer Leistung (an Tag II) getrennt für K und UK untersucht. Der Untersuchung lag ein 2 (Bedingung) x 2 (Geschlecht) x 7 (Messzeitpunkt)-faktorieller Plan zugrunde. Vierundzwanzig Medizinstudenten (12 Frauen, 12 Männer) im Praktischen Jahr mit Wahlfach Anästhesiologie wurden getrennt nach Geschlecht randomisiert den Versuchsbedingungen (K vs. UK) zugewiesen. Die Probanden durchliefen die simulierten Narkosekomplikationen (Tag I) entweder unter der Bedingung K oder unter der Bedingung UK. In einer nachfolgenden Testphase, der simulierten Notfallsituation (Tag II), hatten beide Gruppen Einfluss auf das Testszenario. Als abhängige Variablen wurde die endokrine Stressreaktion über das Speichelcortisol (Messzeitpunkt 4 [MZP], AUCi) an Tag I und Tag II sowie die medizinische Leistung in der Testphase (Tag II) erhoben. Aufgrund von Verletzungen der Varianzhomogenität wurden die Daten non-parametrisch ausgewertet. Deskriptiv wurde erwartungsgemäß eine höhere Speichelcortisol-Reaktion bei UK im Vergleich zu K sowohl akut in der Trainingsphase (Tag I) als auch in der nachfolgenden Testphase (Tag II) beobachtet, wobei dieser Unterschied statistisch unbedeutend blieb. Nach Geschlecht getrennte Subgruppenanalysen erbrachten zwischen der Gruppe K und der Gruppe UK ebenfalls keinen signifikanten Unterschied in der Speichelcortisol-Reaktion. Im Intra-Gruppenvergleich der Speichelcortisol-Reaktion zwischen Tag I und Tag II wurde bei der Gruppe K eine signifikant niedrigere Speichelcortisol-Reaktion zu MZP 1 (Baseline) und MZP 4 (Maximum des Speichelcortisols) an Tag II beobachtet. Die Probanden unter UK wiesen zur Baseline (MZP 1) an Tag II ebenfalls niedrigere Speichelcortisol-Konzentrationen auf. Die Speichelcortisol-Reaktion (MZP 4) der Gruppe UK unterschied sich zwischen Tag I und Tag II jedoch nicht signifikant voneinander. Zwischen der medizinischen Leistung (erfasst bei der simulierten Notfallsituation [Tag II]) und der endokrinen Stressreaktion (Speichelcortisol an Tag I und Tag II) konnte weder für die Gruppe K noch für die Gruppe UK ein bedeutsamer Zusammenhang verzeichnet werden. Mit Hilfe der vorliegenden Arbeit ist es gelungen, eine mittels HFPS simulierte Notfallsituation als akuten Stressor zu klassifizieren. Demnach können HFPSs nicht nur bezüglich patienten- und operationsspezifischer Charakteristika, sondern auch hinsichtlich endokriner und psychischer Stressreaktionen als ökologisch valide Modelle betrachtet werden. Das experimentell variierte Ausmaß der Kontrollierbarkeit wirkte sich weder akut noch in einer nachfolgenden Simulation signifikant auf das Speichelcortisol aus; deskriptiv deuteten sich erwartungsgemäße Unterschiede mit höheren Speichelcortisol-Reaktionen bei Probanden unter UK an. Aufgrund der starken Abweichung des ursprünglich geplanten Stichprobenumfangs (n = 80), der trotz sehr intensiver Rekrutierungsbemühungen nicht erreicht werden konnte, war die Teststärke der verwendeten Signifikanztests durchgängig sehr gering. Demnach sollte der deskriptive Hinweis des Einflusses von (Un-)Kontrollierbarkeit auf das Speichelcortisol anhand größerer Stichproben untersucht und statistisch abgesichert werden. Die vorliegenden Daten belegen, dass die wiederholte Absolvierung eines Simulationsszenarios bei Vorerfahrung mit Kontrollierbarkeit einen abschwächenden Einfluss auf das Ausmaß der Speichelcortisol-Reaktion und sowohl bei Vorerfahrung mit Kontrollierbarkeit als auch mit Unkontrollierbarkeit einen reduzierenden Effekt auf die Ausgangswerte ausübt. Der unter Experiment 1 beobachtete positive Zusammenhang zwischen endokriner Stressreaktion im LS und medizinischer Leistung im SIM sollte unter Verwendung eines experimentellen pharmakologischen Ansatzes überprüft werden. Implikationen der Befunde der vorliegenden Arbeit und praktische Konsequenzen für die Verwendung von Simulationen in der Medizin werden diskutiert.

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Increasing worldwide demand for petroleum motivates greater efficiency, safety, and environmental responsibility in upstream oil and gas processes. The objective of this research is to improve these areas with advanced control methods. This work develops the integration of optimal control methods including model predictive control, moving horizon estimation, high fidelity simulators, and switched control techniques applied to subsea riser slugging and managed pressure drilling. A subsea riser slugging model predictive controller eliminates persistent offset and decreases settling time by 5% compared to a traditional PID controller. A sensitivity analysis shows the effect of riser base pressure sensor location on controller response. A review of current crude oil pipeline wax deposition prevention, monitoring, and remediation techniques is given. Also, industrially relevant control model parameter estimation techniques are reviewed and heuristics are developed for gain and time constant estimates for single input/single output systems. The analysis indicates that overestimated controller gain and underestimated controller time constant leads to better controller performance under model parameter uncertainty. An online method for giving statistical significance to control model parameter estimates is presented. Additionally, basic and advanced switched model predictive control schemes are presented. Both algorithms use control models of varying fidelity: a high fidelity process model, a reduced order nonlinear model, and a linear empirical model. The basic switched structure introduces a method for bumpless switching between control models in a predetermined switching order. The advanced switched controller builds on the basic controller; however, instead of a predetermined switching sequence, the advanced algorithm uses the linear empirical controller when possible. When controller performance becomes unacceptable, the algorithm implements the low order model to control the process while the high fidelity model generates simulated data which is used to estimate the empirical model parameters. Once this online model identification process is complete, the controller reinstates the empirical model to control the process. This control framework allows the more accurate, yet computationally expensive, predictive capabilities of the high fidelity simulator to be incorporated into the locally accurate linear empirical model while still maintaining convergence guarantees.

Secondary infusions is a common method to deliver short infusions of intravenous (IV) drugs and fluids. Errors associated with this infusion method have led to patient safety concerns. This study's objective was to empirically evaluate interventions to mitigate secondary infusion risks. Three interventions, including a technology-based intervention (clamp detector on a smart pump), a training-based intervention (educational module), and a practice-based intervention (use of a separate pump for short infusions), were tested in a simulated inpatient unit. The technology-based intervention significantly decreased secondary clamp errors whereas the training-based intervention reduced complex pressure differential errors. The practice-based intervention was the only intervention that significantly decreased both secondary clamp errors and pressure differential errors, but introduced new risks due to mismanagement of residual volume in IV tubing. Study results highlight the need for a combination of mitigation strategies and can help guide the selection of interventions to reduce secondary infusion errors.

Secondary infusions is a common method to deliver short infusions of intravenous (IV) drugs and fluids. Errors associated with this infusion method have led to patient safety concerns. This study's objective was to empirically evaluate interventions to mitigate secondary infusion risks. Three interventions, including a technology-based intervention (clamp detector on a smart pump), a training-based intervention (educational module), and a practice-based intervention (use of a separate pump for short infusions), were tested in a simulated inpatient unit. The technology-based intervention significantly decreased secondary clamp errors whereas the training-based intervention reduced complex pressure differential errors. The practice-based intervention was the only intervention that significantly decreased both secondary clamp errors and pressure differential errors, but introduced new risks due to mismanagement of residual volume in IV tubing. Study results highlight the need for a combination of mitigation strategies and can help guide the selection of interventions to reduce secondary infusion errors.

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This thesis demonstrates how the film High Fidelity successfully adapts the book through both point of view and the sound track to reveal Rob's narcissism and his growth as a character.

Electrification and energy efficiency are two important aspects in present scenarios describing a sustainable future. Electric motors constitute a large fractionof industry’s electricity demand today, and it is expected to remain high inthe future. Electrification of the transport sector is expected in a sustainabledevelopment scenario, leading to a large increase in electric vehicles. Theirpropulsion systems will contain one or several motors.Development of new energy efficient motors and generators requires highresolution methods for studying and describing heat transfer phenomena. Thissince temperature level affects a motors efficiency and effective and efficientcooling allows for using less active material in the motor.In this work simulations of temperature distribution in a motor for tractionapplications are performed with different specifications of the loss distributionand distribution of coolant flow. Simulation results are compared to measuredvalues. The comparison shows how the simulation results differ in comparisonto the measurements. It can be concluded that attention needs to be paid tohow the simulation is defined when comparing to measured data.In establishing high resolution simulation approaches, the heat transfersystem constituting of an impinging jet on a flat plate is considered as aprototype problem. A Large-Eddy Simulation (LES) approach is employed tostudy the heat transfer and gather heat transfer data. Statistical analysis ofsampled heat transfer data shows behavior which is previously unpublished.The application of Proper Orthogonal Decomposition (POD), on the heattransfer field, and Extended Proper Orthogonal Decomposition (EPOD), linkingheat transfer modes with fluid flow modes, regarding the impinging jet systemis performed for the first time. The results show a clear correlation betweenstructures in the heat transfer field and structures in the fluid flow field.The investigated simulation methods and approaches can be employed instudies of heat transfer in electric machines.