Der Nutzen von Telemedizin und Telecare/Homecare ist heute nicht mehr umstritten. Es existiert eine große Anzahl von Lösungen und Konzepten. Zum Teil werden sie bereits in der Routine eingesetzt. Die Systeme sind in der Regel vom Typ "stand-alone" bzw. "Insellösung". Ansätze einer Plattformtechnologie sind bei einigen Systemen erkennbar. Gemeinsame Probleme der vorhandenen Lösungen liegen im Bereich fehlender Standardisierung von Dateninhalten und Verfahren sowie einer soliden gesetzlichen und abrechnungstechnischen Grundlage. Von diesem Zustand bis zum flächendeckenden Einsatz von Telemedizin/Telecare ist noch ein weiter Weg. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich vorwiegend mit einem Teilaspekt dieses breiten Themas. Es ist die Frage, wie Telemedizin und Telecare sich optimal in den Arbeitsablauf eines Allgemeinmediziners integrieren lassen. Die Analyse zeigte, dass die Probleme in folgenden Bereichen zu finden sind: * Fehlende allgemeine und internationale Telemedizin-Plattform * Fehlende zentrale elektronische Patientenakte * Unzureichende Offenheit der Praxissoftware * Unzureichende Ko-Existenz von herkömmlichen und telemedizinischen Lösungen * Unzureichende gesetzliche und abrechnungstechnische Grundlage Folgerichtig muss ein Anforderungskatalog aufgestellt werden, der hilft, diese Mängel zu beseitigen. Auf der Basis dieses Anforderungskatalogs wurde ein Konzept entwickelt, in dessen Zentrum die allgemein-medizinische Praxis steht. Im Hintergrund der Praxis ist eine auf vorhandenen Standards fußenden Plattform, die eine flächendeckende Kommunikation aller Teilnehmer ermöglicht, vom Patienten über den Arzt bis zur Fachklinik, Apotheke und Kassenärztlichen Vereinigung sowie Versicherungen. Der Anschluss der Praxissoftware an diese Plattform ist eine wesentliche Voraussetzung zur Implementierung. Ein wichtiger Bestandteil des Konzeptes ist der Vorschlag einer international anerkannten Ontologie (UMLS), die neben der Vereinheitlichung der Dateninhalte auch bei der Internationalisierung helfen wird. Hier werden die gesetzlichen Aspekte nur soweit behandelt, als sie der klaren Vorgabe der Konzeption dienen. Die Implementierung ist nicht in einem Schnellgang möglich. Der Grund liegt darin, dass hier neben den in der Regel langwierigen Gesetzgebungsprozessen eine große Anzahl von Verbänden Mitbestimmung geltend macht, deren Interessen oft in entgegengesetzte Richtungen wirken. Es wird daher notwendig sein, die Einführung erstens schrittweise und zweitens immer im Gleichschritt mit diesen Organen zu gestalten. Ist dies jedoch gelungen, eine solche Plattform zu etablieren, so ergibt sich hieraus ein breites Spektrum von Anwendungsgebieten, wie ein weltweites Gesundheitssystem, bei dem der Patient überall auf der Welt die gleiche medizinische Behandlung wie in seinem Heimatland erfährt. / Today there is no question that telemedicine and telecare/homecare can provide benefit to their users. A large number of such systems are available. Partially they are used for daily works. Normally they are stand-alone, without an underlying platform. In the last few years one can recognize the beginning of a platform technology. The most common problems of existing solutions are caused by the lack of standardisation of data items and procedures, the lack of a reliable legal basis and billing possibilities. It is a long way to go to get the telemedicine/telecare running. This document describes a sub-aspect of the large topic telemedicine/telecare. It includes the question how one can integrate telemedicine/telecare into the daily workflow of a private doctor office. The system analysis shows that problems occurring during the integration can be subdivided into following topics: * Lack of a general and international telemedicine platform * Lack of a generally accepted electronic patient record * Lack of a interoperability of the medical information systems * Lack of a harmonized co-existence of telemedicine and medical works * Lack of a legal basis and billing possibilities As a consequence of the analysis` results a catalogue of requirements must be established which provides the basis for a system concept. The central point of the concept must be the doctor office. Its background should be a set of standards which establishes the platform for the communication between every participant to the telemedicine: patients, doctors, clinics, pharmacy, medical invoice organisations and insurance companies. The most essential requirement to implement this platform is the connection of the IT equipment in private doctor offices to the applications and databases of the platform. The key feature of the proposed concept is the integration of a international accepted ontology. We recommend the UMLS concept of the NIH. UMLS provide a set of standardized terms, the so called "concepts", and the possibilities to implement multilingual applications. In this document legal aspects are discussed only if they can contribute to the construction of the platform. Due to the never ending legislative process and the opposite interest of the participants to the platform a high-speed implementation of the platform can not be expected. A stepwise implementation which continuously accompanies the legislative processes is therefore required. However based on a successful implementation of the platform the gate is open to a large range of applications in a widely used healthcare system which can provide medical care to every patient at any time and at any location - worldwide - on the same quality level like in his home country.

Drahtlose Sensornetze können Zustände physikalischer Größen messen und an eine Basisstation (Datensenke) melden. Durch die geographische Verteilung der Sensorknoten und die Bedingungen bei der Mehrwegeausbreitung kann die Situation auftreten, dass nicht alle Sensorknoten direkten Kontakt zur Basisstation aufbauen können. Sie müssen andere Sensorknoten als Vermittlungsstation in Anspruch nehmen, um die Nachrichten an die Basisstation zu befördern. Um den Energieverbrauch zu verringern, werden Nachrichten zum einen ereignisbasiert generiert und zum anderen zeitbasiert vermittelt. Dabei beschreibt der Arbeitszyklus den Anteil der Vermittlungsaktivität am Gesamtzyklus. Derzeit verfügbare Methoden berücksichtigen allerdings nicht die Verknüpfung zwischen dem von der Anwendung generierten Verkehr und der Vermittlungshäufigkeit. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem der Arbeitszyklus zur Laufzeit automatisch eingestellt werden kann. Dafür wird in der Vermittlungsstation die Verkehrscharakteristik gemessen und für die Einstellung des Arbeitszyklus benutzt. Die Leistungsfähigkeit der Anpassung des Arbeitszyklus wird mit Simulationen untersucht. Sie zeigen, wie sich der Ansatz bei verschiedener Parametrierung in statischen und dynamischen Szenarien verhält. Um dem späteren Anwender der Anpassung eine Abschätzung des Verhaltens zu ermöglichen, werden zusätzlich analytische Modelle für die Analyse des statischen und dynamischen Verhaltens entwickelt. Ferner wird gezeigt, dass der entwickelte Ansatz für etablierte Standardtechniken (z. B. IEEE 802.15.4) eingesetzt werden kann. / Wireless Sensor Networks support flexible measuring of physical values. Due to the geographical distribution and multipath scattering the base station in such a network might not be reached by all sensors. Hence, other sensor nodes have to work as relay stations. At the same time, each sensor node is forced to consume as low energy as possible. In order to save energy the messages are generated event based in each sensor node and forwarded with a time triggered approach. Thereby, the duty cycle describes the portion of the relay activities in relation to the overall cycle. Currently available approaches do not properly adapt these two paradigms, event and time triggered, to each other. In this work a method to adapt the duty cycle according to the traffic is proposed. Therefore, the traffic is monitored and evaluated for traffic adaptation. Furthermore, the performance of the duty cycle adaptation is assessed using simulations. They show the behavior of the adaptation algorithm in static and dynamic scenarios with different parametrizations. The supplemental analytical models enable to easily estimate the behavior of the adaptation, in static as well as in dynamic scenarios. Also, it is shown how the duty cycle adaptation can be deployed for standard technologies like IEEE 802.15.4.

Die Dissertation beschäftigt sich mit der automatischen Erkennung chirurgischer Aktivitäten im Operationssaal, welche einen wichtigen Bestandteil im automatischen chirurgischen Assistenzprozess darstellt. Die automatische Assistenz ist eine der wichtigen Entwicklungen bei der fortschreitenden Technisierung in der Chirurgie. Es werden Anforderungen an ein Erkennungssystem definiert sowie ein entsprechendes Erkennungsmodell entworfen und untersucht. Die Evaluation bedient sich simulierter chirurgischer Eingriffe mit hoher Realitätsnähe. Die Ergebnisse zeigen eine grundlegende Eignung des Modells für die automatische Aktivitätserkennung multipler Eingriffstypen. Mögliche Weiterentwicklungen könnten die vorgestellte Lösung weiter vorantreiben.

Die Dissertation beschäftigt sich mit der automatischen Erkennung chirurgischer Aktivitäten im Operationssaal, welche einen wichtigen Bestandteil im automatischen chirurgischen Assistenzprozess darstellt. Die automatische Assistenz ist eine der wichtigen Entwicklungen bei der fortschreitenden Technisierung in der Chirurgie. Es werden Anforderungen an ein Erkennungssystem definiert sowie ein entsprechendes Erkennungsmodell entworfen und untersucht. Die Evaluation bedient sich simulierter chirurgischer Eingriffe mit hoher Realitätsnähe. Die Ergebnisse zeigen eine grundlegende Eignung des Modells für die automatische Aktivitätserkennung multipler Eingriffstypen. Mögliche Weiterentwicklungen könnten die vorgestellte Lösung weiter vorantreiben.

Drahtlose Sensornetze können Zustände physikalischer Größen messen und an eine Basisstation (Datensenke) melden. Durch die geographische Verteilung der Sensorknoten und die Bedingungen bei der Mehrwegeausbreitung kann die Situation auftreten, dass nicht alle Sensorknoten direkten Kontakt zur Basisstation aufbauen können. Sie müssen andere Sensorknoten als Vermittlungsstation in Anspruch nehmen, um die Nachrichten an die Basisstation zu befördern. Um den Energieverbrauch zu verringern, werden Nachrichten zum einen ereignisbasiert generiert und zum anderen zeitbasiert vermittelt. Dabei beschreibt der Arbeitszyklus den Anteil der Vermittlungsaktivität am Gesamtzyklus. Derzeit verfügbare Methoden berücksichtigen allerdings nicht die Verknüpfung zwischen dem von der Anwendung generierten Verkehr und der Vermittlungshäufigkeit. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem der Arbeitszyklus zur Laufzeit automatisch eingestellt werden kann. Dafür wird in der Vermittlungsstation die Verkehrscharakteristik gemessen und für die Einstellung des Arbeitszyklus benutzt. Die Leistungsfähigkeit der Anpassung des Arbeitszyklus wird mit Simulationen untersucht. Sie zeigen, wie sich der Ansatz bei verschiedener Parametrierung in statischen und dynamischen Szenarien verhält. Um dem späteren Anwender der Anpassung eine Abschätzung des Verhaltens zu ermöglichen, werden zusätzlich analytische Modelle für die Analyse des statischen und dynamischen Verhaltens entwickelt. Ferner wird gezeigt, dass der entwickelte Ansatz für etablierte Standardtechniken (z. B. IEEE 802.15.4) eingesetzt werden kann. / Wireless Sensor Networks support flexible measuring of physical values. Due to the geographical distribution and multipath scattering the base station in such a network might not be reached by all sensors. Hence, other sensor nodes have to work as relay stations. At the same time, each sensor node is forced to consume as low energy as possible. In order to save energy the messages are generated event based in each sensor node and forwarded with a time triggered approach. Thereby, the duty cycle describes the portion of the relay activities in relation to the overall cycle. Currently available approaches do not properly adapt these two paradigms, event and time triggered, to each other. In this work a method to adapt the duty cycle according to the traffic is proposed. Therefore, the traffic is monitored and evaluated for traffic adaptation. Furthermore, the performance of the duty cycle adaptation is assessed using simulations. They show the behavior of the adaptation algorithm in static and dynamic scenarios with different parametrizations. The supplemental analytical models enable to easily estimate the behavior of the adaptation, in static as well as in dynamic scenarios. Also, it is shown how the duty cycle adaptation can be deployed for standard technologies like IEEE 802.15.4.

Lipids are a structurally diverse class of biomolecules which can undergo a variety of chemical modifications. Among them, lipid (per)oxidation attracts most of the attention due to its significance in the regulation of inflammation, cell proliferation and death programs. Despite their apparent regulatory significance, the molecular repertoire of oxidized lipids remains largely elusive as accurate annotation of lipid modifications is complicated by their low abundance and often unknown, biological context-dependent structural diversity. Here, we provide a workflowbased on the combination of bioinformatics and LC-MS/MS technologies to support identification and relative quantification of oxidized complex lipids in a modification type- and position-specific manner. The developed methodology is used to identify epilipidomics signatures of lean and obese individualswith and without type 2 diabetes. The characteristic signature of lipid modifications in lean individuals, dominated by the presence of modified octadecanoid acyl chains in phospho- and neutral lipids, is drastically shifted towards lipid peroxidation-driven accumulation of oxidized eicosanoids, suggesting significant alteration of endocrine signalling by oxidized lipids in metabolic disorders.

Der Operationssaal ist ein hochkomplexes System mit dem Ziel patientenindividuelle Therapien zum Erfolg zu führen. Schwerpunkt dieser Arbeit ist der Arbeitsablauf des Chirurgen. Ein chirurgischer Prozess beinhaltet die durchgeführten Arbeitsschritte des Operateurs während eines Eingriffffs. Der protokollierte chirurgische Prozess ist Ausgangspunkt der Untersuchungen. Es wurde eine Methodik entwickelt, die mit statistischen und standardisierten Verfahren Unterschiede zwischen dem Ablauf verschiedener chirurgischer Prozesse messen kann. Dazu wurden die vier Distanzmaße Jaccard, Levenshtein, Adjazenz und Graphmatching auf chirurgische Prozesse angewandt. Eine Evaluation anhand von Daten einer Trainingsstudie zur Untersuchung laparoskopischer Instrumente in der minimalinvasiven Chirurgie bildet die Grundlage zur Bestimmung von Levenshteindistanz und Adjazenzdistanz als die Maße, die optimal geeignet sind Unterschiede zwischen chirurgen Prozessen zu messen. Die Retrospektivität der Distanzanalyse wird aufgehoben indem folgende Hypothese untersucht wird: Es gibt einen Zusammenhang zwischen der Distanz zur Laufzeit eines chirurgischen Eingriffs mit der Distanz nach kompletten Ablauf des Eingriffs. Die Hypothese konnte bestätigt werden. Der Zusammenhang zwischen Prozessablauf und Qualität des Prozessergebnisses wird mit folgender Hypothese untersucht: Je größer die Distanz eines chirurgischen Prozesses zum Best Practice, desto schlechter ist das Prozessergebnis. In der Chirurgie ist der Best Practice der chirurgische Prozess, der als die beste Prozedur angesehen wird, um das angestrebte Therapieziel zu erreichen. Auch diese Hypothese konnte bestätigt werden. Die Anwendung der Distanzmaße in der klinischen Praxis erfolgte beispielhaft an Eingriffffen aus der Neurochirurgie (zervikale Diskektomie) und der HNO (Neck Dissection). Insgesamt wurde mit der in dieser Arbeit dargelegten grundlegenden Methodik der Distanzmaße bei der Analyse chirurgischer Prozesse ein Grundstein für vielfältige weitere Untersuchungen gelegt.

Der Operationssaal ist ein hochkomplexes System mit dem Ziel patientenindividuelle Therapien zum Erfolg zu führen. Schwerpunkt dieser Arbeit ist der Arbeitsablauf des Chirurgen. Ein chirurgischer Prozess beinhaltet die durchgeführten Arbeitsschritte des Operateurs während eines Eingriffffs. Der protokollierte chirurgische Prozess ist Ausgangspunkt der Untersuchungen. Es wurde eine Methodik entwickelt, die mit statistischen und standardisierten Verfahren Unterschiede zwischen dem Ablauf verschiedener chirurgischer Prozesse messen kann. Dazu wurden die vier Distanzmaße Jaccard, Levenshtein, Adjazenz und Graphmatching auf chirurgische Prozesse angewandt. Eine Evaluation anhand von Daten einer Trainingsstudie zur Untersuchung laparoskopischer Instrumente in der minimalinvasiven Chirurgie bildet die Grundlage zur Bestimmung von Levenshteindistanz und Adjazenzdistanz als die Maße, die optimal geeignet sind Unterschiede zwischen chirurgen Prozessen zu messen. Die Retrospektivität der Distanzanalyse wird aufgehoben indem folgende Hypothese untersucht wird: Es gibt einen Zusammenhang zwischen der Distanz zur Laufzeit eines chirurgischen Eingriffs mit der Distanz nach kompletten Ablauf des Eingriffs. Die Hypothese konnte bestätigt werden. Der Zusammenhang zwischen Prozessablauf und Qualität des Prozessergebnisses wird mit folgender Hypothese untersucht: Je größer die Distanz eines chirurgischen Prozesses zum Best Practice, desto schlechter ist das Prozessergebnis. In der Chirurgie ist der Best Practice der chirurgische Prozess, der als die beste Prozedur angesehen wird, um das angestrebte Therapieziel zu erreichen. Auch diese Hypothese konnte bestätigt werden. Die Anwendung der Distanzmaße in der klinischen Praxis erfolgte beispielhaft an Eingriffffen aus der Neurochirurgie (zervikale Diskektomie) und der HNO (Neck Dissection). Insgesamt wurde mit der in dieser Arbeit dargelegten grundlegenden Methodik der Distanzmaße bei der Analyse chirurgischer Prozesse ein Grundstein für vielfältige weitere Untersuchungen gelegt.