Different Learning Curves for Axillary Brachial Plexus Block: Ultrasound Guidance versus Nerve Stimulation

Little is known about the learning of the skills needed to perform ultrasound- or nerve stimulator-guided peripheral nerve blocks. The aim of this study was to compare the learning curves of residents trained in ultrasound guidance versus residents trained in nerve stimulation for axillary brachial plexus block. Ten residents with no previous experience with using ultrasound received ultrasound training and another ten residents with no previous experience with using nerve stimulation received nerve stimulation training. The novices' learning curves were generated by retrospective data analysis out of our electronic anaesthesia database. Individual success rates were pooled, and the institutional learning curve was calculated using a bootstrapping technique in combination with a Monte Carlo simulation procedure. The skills required to perform successful ultrasound-guided axillary brachial plexus block can be learnt faster and lead to a higher final success rate compared to nerve stimulator-guided axillary brachial plexus block.

The performance of single- and multi-proxy transfer functions (testate amoebae, bryophytes, vascular plants) for reconstructing mire surface wetness and pH

Peatlands are widely exploited archives of paleoenvironmental change. We developed and compared multiple transfer functions to infer peatland depth to the water table (DWT) and pH based on testate amoeba (percentages, or presence/absence), bryophyte presence/absence, and vascular plant presence/absence data from sub-alpine peatlands in the SE Swiss Alps in order to 1) compare the performance of single-proxy vs. multi-proxy models and 2) assess the performance of presence/absence models. Bootstrapping cross-validation showing the best performing single-proxy transfer functions for both DWT and pH were those based on bryophytes. The best performing transfer functions overall for DWT were those based on combined testate amoebae percentages, bryophytes and vascular plants; and, for pH, those based on testate amoebae and bryophytes. The comparison of DWT and pH inferred from testate amoeba percentages and presence/absence data showed similar general patterns but differences in the magnitude and timing of some shifts. These results show new directions for paleoenvironmental research, 1) suggesting that it is possible to build good-performing transfer functions using presence/absence data, although with some loss of accuracy, and 2) supporting the idea that multi-proxy inference models may improve paleoecological reconstruction. The performance of multi-proxy and single-proxy transfer functions should be further compared in paleoecological data.

An urn-based Bayesian block bootstrap

Block bootstrap has been introduced in the literature for resampling dependent data, i.e. stationary processes. One of the main assumptions in block bootstrapping is that the blocks of observations are exchangeable, i.e. their joint distribution is immune to permutations. In this paper we propose a new Bayesian approach to block bootstrapping, starting from the construction of exchangeable blocks. Our sampling mechanism is based on a particular class of reinforced urn processes

When to start antiretroviral therapy in children aged 2-5 years: a collaborative causal modelling analysis of cohort studies from southern Africa

BACKGROUND There is limited evidence on the optimal timing of antiretroviral therapy (ART) initiation in children 2-5 y of age. We conducted a causal modelling analysis using the International Epidemiologic Databases to Evaluate AIDS-Southern Africa (IeDEA-SA) collaborative dataset to determine the difference in mortality when starting ART in children aged 2-5 y immediately (irrespective of CD4 criteria), as recommended in the World Health Organization (WHO) 2013 guidelines, compared to deferring to lower CD4 thresholds, for example, the WHO 2010 recommended threshold of CD4 count <750 cells/mm(3) or CD4 percentage (CD4%) <25%. METHODS AND FINDINGS ART-naïve children enrolling in HIV care at IeDEA-SA sites who were between 24 and 59 mo of age at first visit and with ≥1 visit prior to ART initiation and ≥1 follow-up visit were included. We estimated mortality for ART initiation at different CD4 thresholds for up to 3 y using g-computation, adjusting for measured time-dependent confounding of CD4 percent, CD4 count, and weight-for-age z-score. Confidence intervals were constructed using bootstrapping. The median (first; third quartile) age at first visit of 2,934 children (51% male) included in the analysis was 3.3 y (2.6; 4.1), with a median (first; third quartile) CD4 count of 592 cells/mm(3) (356; 895) and median (first; third quartile) CD4% of 16% (10%; 23%). The estimated cumulative mortality after 3 y for ART initiation at different CD4 thresholds ranged from 3.4% (95% CI: 2.1-6.5) (no ART) to 2.1% (95% CI: 1.3%-3.5%) (ART irrespective of CD4 value). Estimated mortality was overall higher when initiating ART at lower CD4 values or not at all. There was no mortality difference between starting ART immediately, irrespective of CD4 value, and ART initiation at the WHO 2010 recommended threshold of CD4 count <750 cells/mm(3) or CD4% <25%, with mortality estimates of 2.1% (95% CI: 1.3%-3.5%) and 2.2% (95% CI: 1.4%-3.5%) after 3 y, respectively. The analysis was limited by loss to follow-up and the unavailability of WHO staging data. CONCLUSIONS The results indicate no mortality difference for up to 3 y between ART initiation irrespective of CD4 value and ART initiation at a threshold of CD4 count <750 cells/mm(3) or CD4% <25%, but there are overall higher point estimates for mortality when ART is initiated at lower CD4 values. Please see later in the article for the Editors' Summary.

On the use of Cramér-Rao minimum variance bounds for the design of magnetic resonance spectroscopy experiments

Localized Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) is in widespread use for clinical brain research. Standard acquisition sequences to obtain one-dimensional spectra suffer from substantial overlap of spectral contributions from many metabolites. Therefore, specially tuned editing sequences or two-dimensional acquisition schemes are applied to extend the information content. Tuning specific acquisition parameters allows to make the sequences more efficient or more specific for certain target metabolites. Cramér-Rao bounds have been used in other fields for optimization of experiments and are now shown to be very useful as design criteria for localized MRS sequence optimization. The principle is illustrated for one- and two-dimensional MRS, in particular the 2D separation experiment, where the usual restriction to equidistant echo time spacings and equal acquisition times per echo time can be abolished. Particular emphasis is placed on optimizing experiments for quantification of GABA and glutamate. The basic principles are verified by Monte Carlo simulations and in vivo for repeated acquisitions of generalized two-dimensional separation brain spectra obtained from healthy subjects and expanded by bootstrapping for better definition of the quantification uncertainties.

Evolving biomarkers improve prediction of long-term mortality in patients with stable coronary artery disease: the BIO-VILCAD score.

OBJECTIVE Algorithms to predict the future long-term risk of patients with stable coronary artery disease (CAD) are rare. The VIenna and Ludwigshafen CAD (VILCAD) risk score was one of the first scores specifically tailored for this clinically important patient population. The aim of this study was to refine risk prediction in stable CAD creating a new prediction model encompassing various pathophysiological pathways. Therefore, we assessed the predictive power of 135 novel biomarkers for long-term mortality in patients with stable CAD. DESIGN, SETTING AND SUBJECTS We included 1275 patients with stable CAD from the LUdwigshafen RIsk and Cardiovascular health study with a median follow-up of 9.8 years to investigate whether the predictive power of the VILCAD score could be improved by the addition of novel biomarkers. Additional biomarkers were selected in a bootstrapping procedure based on Cox regression to determine the most informative predictors of mortality. RESULTS The final multivariable model encompassed nine clinical and biochemical markers: age, sex, left ventricular ejection fraction (LVEF), heart rate, N-terminal pro-brain natriuretic peptide, cystatin C, renin, 25OH-vitamin D3 and haemoglobin A1c. The extended VILCAD biomarker score achieved a significantly improved C-statistic (0.78 vs. 0.73; P = 0.035) and net reclassification index (14.9%; P < 0.001) compared to the original VILCAD score. Omitting LVEF, which might not be readily measureable in clinical practice, slightly reduced the accuracy of the new BIO-VILCAD score but still significantly improved risk classification (net reclassification improvement 12.5%; P < 0.001). CONCLUSION The VILCAD biomarker score based on routine parameters complemented by novel biomarkers outperforms previous risk algorithms and allows more accurate classification of patients with stable CAD, enabling physicians to choose more personalized treatment regimens for their patients.

Sportmotorische Leistungsfähigkeit und schulische Leistung – Zum mediierenden Effekt der exekutiven Funktionen

Introduction: Die sportmotorische Leistungsfähigkeit (SMLF) hängt nicht nur positiv mit der körperlichen Gesundheit zusammen, sondern gilt auch als Prädiktor für die schulische Leistung (SL) (van der Niet, Hartmann, Smith, & Visscher, 2014). Um die Frage zu beantworten, wie denn zwei auf den ersten Blick so distale Merkmale zusammenhängen sollen, werden unterschiedliche erklärende Variablen diskutiert, wobei die kognitive Stimulationshypothese die exekutiven Funktionen (EF) als mediierende Variable im Zusammenhang zwischen SMLF und SL postuliert. Die Annahme hierbei ist, dass die mit komplexen motorischen Kontrollprozessen einhergehende kognitive Beanspruchung bei einem wiederholten Ausführen von nicht-automatisierten sportbezogenen Handlungen zu einer Aktivierung und somit Förderung der EF führt (Best, 2010). EF, verstanden als höhere kognitive Prozesse, die ein zielorientiertes und situationsangepasstes Handeln erlauben, sind für den schulischen Erfolg von zentraler Bedeutung und gleichzeitig wichtige Prädiktoren der SL (Diamond, 2013). Obwohl diese Mediation seit einigen Jahren in der Literatur diskutiert wird, wurde sie bis heute noch nicht mit Hilfe längsschnittlicher Daten geprüft. Daher wird im Folgenden der mediierende Effekt der EF im Zusammenhang zwischen SMLF und SL getestet. Methods: Im Rahmen der Studie Sport und Kognition 5.0 wurden insgesamt 237 Primarschulkinder (52.3% ♀; 11.31 ± 0.62 Jahre) zu drei Messzeitpunkten in ihrer SMLF (T1) und ihren EF (T2) getestet. Zusätzlich wurde die SL (T3) mittels objektiver Schulleistungstests (Mathematik und Deutsch) erhoben. Um die Hauptfragestellung zu prüfen, ob die SL vorwiegend mediiert über die EF durch die SMLF vorhergesagt werden kann, wurde eine bootstrapping-basierte Mediationsanalyse in AMOS 22 durchgeführt. Results: Das theoretisch abgeleitete Strukturgleichungsmodell (2 (22, N = 237) = 30.357, p = .110; CFI = .978) weist eine zufriedenstellende Anpassungsgüte auf. Erwartungsgemäss zerfällt der Zusammenhang innerhalb des Mediationsmodells zwischen der SMLF und der SL, alsbald die EF ins Modell aufgenommen werden (β = .16, p = .634). Sowohl der Zusammenhang zwischen der SMLF und den EF (β = .38, p = .039), als auch der Zusammenhang zwischen den EF und der SL fallen signifikant aus (β = .91, p = .001) und ergeben dabei eine volle Mediation über den indirekten (p = .021) und totalen Effekt (p = .001). Discussion/Conclusion: Die erstmals vorliegenden längsschnittlichen Daten bestätigen den Zusammenhang zwischen SMLF und SL bei einer Mediation über die EF und decken sich mit den, aus einem querschnittlichen Design stammenden, Befunden von van der Niet et al. (2014). Zur Steigerung der schulischen Leistung sollten zukünftige Schulsportinterventionen die SMLF von Kindern erhöhen und dabei die EF bei der Auswahl von sportlichen Aufgaben mitberücksichtigen. References: Best, J. R. (2010). Effects of physical activity on children’s executive function: Contributions of experimental research on aerobic exercise. Developmental Review, 30, 331-351. Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, 135-168. van der Niet, A. G., Hartmann, E., Smith, J. & Visscher, C. (2014). Modeling relationships between physical fitness, executive functioning, and academic achievement in primary school children. Psychology of Sport & Exercise, 15(4), 319-325.

Determinanten kognitiver Angstmanifestation während schulischer Tests: Eine Längsschnittstudie

Theoretischer Hintergrund und Fragestellung: Schulische Tests dienen der Feststellung von Wissen und Können. Wie jede Messung kann auch diese durch Störvariablen verzerrt werden. Während Tests erlebte Angst ist ein solcher potentieller Störeinfluss: Angst kann Testleistungen beinträchtigen, da sie sich hinderlich auf die Informationsverarbeitung auswirken kann (Störung des Wissensabrufs und des Denkens; Zeidner, 1998). Dieser kognitiven Angstmanifestation (Rost & Schermer, 1997) liegt die angstbedingte automatische Aufmerksamkeitsorientierung auf aufgaben-irrelevante Gedanken während der Testbearbeitung zugrunde (Eysenck, Derakshan, Santos & Calvo, 2007). Es hat sich allerdings gezeigt, dass Angst nicht grundsätzlich mit Testleistungseinbußen einhergeht (Eysenck et al., 2007). Wir gehen davon aus, dass die Kapazität zur Selbstkontrolle bzw. Aufmerksamkeitsregulation (Baumeister, Muraven & Tice, 2000; Schmeichel & Baumeister, 2010) ein Faktor ist, der bedingt, wie stark kognitive Angstmanifestation während Tests und damit zusammenhängende Leistungseinbußen auftreten. Ängstliche Lernende mit höherer Aufmerksamkeitsregulationskapazität sollten ihrer automatischen Aufmerksamkeitsorientierung auf aufgaben-irrelevante Gedanken erfolgreicher entgegensteuern und ihre Aufmerksamkeit weiterhin auf die Aufgabenbearbeitung richten können. Dem entsprechend sollten sie trotz Angst weniger kognitive Angstmanifestation während Tests erleben als ängstliche Lernende mit geringerer Aufmerksamkeitsregulationskapazität. Auch die Selbstwirksamkeitserwartung und das Selbstwertgefühl sind Variablen, die in der Vergangenheit mit der Bewältigung von Angst und Stress in Verbindung gebracht wurden (Bandura, 1977; Baumeister, Campbell, Krueger & Vohs, 2003). Daher wurden diese Variablen als weitere Prädiktoren berücksichtigt. Es wurde die Hypothese getestet, dass die dispositionelle Aufmerksamkeitsregulationskapazität über die dispositionelle Selbstwirksamkeitserwartung und das dispositionelle Selbstwertgefühl hinaus Veränderungen in der kognitiven Angstmanifestation während Mathematiktests in einer Wirtschaftsschülerstichprobe vorhersagt. Es wurde des Weiteren davon ausgegangen, dass eine indirekte Verbindung zwischen der Aufmerksamkeitsregulationskapazität und der Veränderung in den Mathematiknoten, vermittelt über die Veränderung in der kognitiven Angstmanifestation, besteht. Methode: Einhundertachtundfünfzig Wirtschaftsschüler bearbeiteten im September 2011 (T1) einen Fragebogen, der die folgenden Messungen enthielt:-Subskala Kognitive Angstmanifestation aus dem Differentiellen Leistungsangstinventar (Rost & Schermer, 1997) bezogen auf Mathematiktests (Sparfeldt, Schilling, Rost, Stelzl & Peipert, 2005); Alpha = .90; -Skala zur dispositionellen Aufmerksamkeitsregulationskapazität (Bertrams & Englert, 2013); Alpha = .88; -Skala zur Selbstwirksamkeitserwartung (Schwarzer & Jerusalem, 1995); Alpha = .83; -Skala zum Selbstwertgefühl (von Collani & Herzberg, 2003); Alpha = .83; -Angabe der letzten Mathematikzeugnisnote. Im Februar 2012 (T2), also nach 5 Monaten und kurz nach dem Erhalt des Halbjahreszeugnisses, gaben die Schüler erneut ihre kognitive Angstmanifestation während Mathematiktests (Alpha = .93) und ihre letzte Mathematikzeugnisnote an. Ergebnisse: Die Daten wurden mittels Korrelationsanalyse, multipler Regressionsanalyse und Bootstrapping ausgewertet. Die Aufmerksamkeitsregulationskapazität, die Selbstwirksamkeitserwartung und das Selbstwertgefühl (alle zu T1) waren positiv interkorreliert, r= .50/.59/.59. Diese Variablen wurden gemeinsam als Prädiktoren in ein Regressionsmodell zur Vorhersage der kognitiven Angstmanifestation zu T2 eingefügt. Gleichzeitig wurde die kognitive Angstmanifestation zu T1 konstant gehalten. Es zeigte sich, dass die Aufmerksamkeitsregulationskapazität erwartungskonform die Veränderungen in der kognitiven Angstmanifestation vorhersagte, Beta = -.21, p= .02. Das heißt, dass höhere Aufmerksamkeitsregulationskapazität zu T1 mit verringerter kognitiver Angstmanifestation zu T2 einherging. Die Selbstwirksamkeitserwartung, Beta = .12, p= .14, und das Selbstwertgefühl, Beta = .05, p= .54, hatten hingegen keinen eigenen Vorhersagewert für die Veränderungen in der kognitiven Angstmanifestation. Des Weiteren ergab eine Mediationsanalyse mittels Bootstrapping (bias-corrected bootstrap 95% confidence interval, 5000 resamples; siehe Hayes & Scharkow, in press), dass die Aufmerksamkeitsregulationskapazität (T1), vermittelt über die Veränderung in der kognitiven Angstmanifestation, indirekt mit der Veränderung in der Mathematikleistung verbunden war (d.h. das Bootstrap-Konfidenzintervall schloss nicht die Null ein; CI [0.01, 0.24]). Für die Selbstwirksamkeitserwartung und das Selbstwertgefühl fand sich keine analoge indirekte Verbindung zur Mathematikleistung. Fazit: Die Befunde verweisen auf die Bedeutsamkeit der Aufmerksamkeitsregulationskapazität für die Bewältigung kognitiver Angstreaktionen während schulischer Tests. Losgelöst von der Aufmerksamkeitsregulationskapazität scheinen positive Erwartungen und ein positives Selbstbild keine protektive Wirkung hinsichtlich der leistungsbeeinträchtigenden kognitiven Angstmanifestation während Mathematiktests zu besitzen.

Is choking under pressure a consequence of skill-focus or increased distractibility? Results from a tennis serve task

It has been repeatedly demonstrated that athletes often choke in high pressure situations because anxiety can affect attention regulation and in turn performance. There are two competing theoretical approaches to explain the negative anxiety-performance relationship. According to skillfocus theories, anxious athletes’ attention is directed at how to execute the sport-specific movements which interrupts execution of already automatized movements in expert performers. According to distraction theories, anxious athletes are distractible and focus less on the relevant stimuli. We tested these competing assumptions in a between-subject design, as semi-professional tennis players were either assigned to an anxiety group (n = 25) or a neutral group (n = 28), and performed a series of second tennis serves into predefined target areas. As expected, anxiety was negatively related to serve accuracy. However, mediation analyses with the bootstrapping method revealed that this relationship was fully mediated by self-reported distraction and not by skill-focus.

Sportmotorische Leistungsfähigkeit und schulische Leistung – Zum mediierenden Effekt der exekutiven Funktionen

Die sportmotorische Leistungsfähigkeit (SMLF) gilt in jüngster Zeit als ein Prädiktor für schulische Leistung (SL) (Diamond, 2013). Um die Frage zu beantworten, wie denn zwei auf den ersten Blick so distale Merkmale zusammenhängen sollen, werden unterschiedliche erklärende Variablen diskutiert, wobei die kognitive Stimulationshypothese die exekutiven Funktionen (EF) als mediierende Variable im Zusammenhang zwischen SMLF und SL postuliert. Die Annahme hierbei ist, dass die mit komplexen motorischen Kontrollprozessen einhergehende kognitive Beanspruchung bei einem wiederholten Ausführen von nicht-automatisierten sportbezogenen Handlungen zu einer Aktivierung und somit Förderung der EF führt (Best, 2010). Der mediierende Effekt der EF im Zusammenhang zwischen der SMLF und der SL wird seit einigen Jahren in der Literatur diskutiert und wird im Folgenden innerhalb einer längsschnittlichen Untersuchung getestet. Im Rahmen der Studie SpuK wurden 237 Primarschulkinder (52.3% ♀; 11.31 ± 0.62 Jahre) zu drei Messzeitpunkten in ihrer SMLF (T1) und ihren EF (T2) getestet. Zur Ermittlung der SMLF wurden drei sportmotorische Tests in den Bereichen Koordination, Ausdauer und Schnellkraft durchgeführt. Die EF Inhibition, kognitive Flexibilität und Arbeitsgedächtnis wurden computerbasiert über den N-Back- und Flanker-Test operationalisiert. Zusätzlich wurde die SL (T3) mittels objektiver Schulleistungstests erhoben. Um die Hauptfragestellung zu prüfen, wurde eine bootstrapping basierte Mediationsanalyse in AMOS durchgeführt. Das Strukturgleichungsmodell (2 (22, N=237)=30.357, p=.110; CFI=.978) weist eine zufriedenstellende Anpassungsgüte auf. Erwartungsgemäss zerfällt der Zusammenhang innerhalb des Mediationsmodells zwischen der SMLF und der SL, alsbald die EF ins Modell aufgenommen werden (β=.16, p= .634). Sowohl der Zusammenhang zwischen der SMLF und den EF (β=.38, p= .039), als auch der Zusammenhang zwischen den EF und der SL fallen signifikant aus (β=.91, p=.001) und ergeben dabei eine volle Mediation über den indirekten (p=.021) und totalen Effekt (p=.001). Die vorliegenden längs-schnittlichen Daten bestätigen den Zusammenhang zwischen SMLF und SL bei einer Mediation über die EF und bestätigen somit die aus querschnittlichem Design stammenden Resultate von van der Niet et al. (2014). Literatur Best, J. R. (2010). Effects of physical activity on children’s executive function: Contributions of ex-perimental research on aerobic exercise. Developmental Review, 30, 331-351. Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, 135-168. van der Niet, A. G., Hartmann, E., Smith, J. & Visscher, C. (2014). Modeling relationships between physical fitness, executive functioning, and academic achievement in primary school chil-dren. Psychology of Sport & Exercise, 15(4), 319-325.