Thoracolumbar spine fractures in patients who have sustained severe trauma: depiction with multi-detector row CT

PURPOSE: To determine if multi–detector row computed tomography (CT) can replace conventional radiography and be performed alone in severe trauma patients for the depiction of thoracolumbar spine fractures. MATERIALS AND METHODS: One hundred consecutive severe trauma patients who underwent conventional radiography of the thoracolumbar spine as well as thoracoabdominal multi–detector row CT were prospectively identified. Conventional radiographs were reviewed independently by three radiologists and two orthopedic surgeons; CT images were reviewed by three radiologists. Reviewers were blinded both to one another’s reviews and to the results of initial evaluation. Presence, location, and stability of fractures, as well as quality of reviewed images, were assessed. Statistical analysis was performed to determine sensitivity and interobserver agreement for each procedure, with results of clinical and radiologic follow-up as the standard of reference. The time to perform each examination and the radiation dose involved were evaluated. A resource cost analysis was performed. RESULTS: Sixty-seven fractured vertebrae were diagnosed in 26 patients. Twelve patients had unstable spine fractures. Mean sensitivity and interobserver agreement, respectively, for detection of unstable fractures were 97.2% and 0.951 for multi–detector row CT and 33.3% and 0.368 for conventional radiography. The median times to perform a conventional radiographic and a multi–detector row CT examination, respectively, were 33 and 40 minutes. Effective radiation doses at conventional radiography of the spine and thoracoabdominal multi–detector row CT, respectively, were 6.36 mSv and 19.42 mSv. Multi–detector row CT enabled identification of 146 associated traumatic lesions. The costs of conventional radiography and multi–detector row CT, respectively, were $145 and $880 per patient. CONCLUSION: Multi–detector row CT is a better examination for depicting spine fractures than conventional radiography. It can replace conventional radiography and be performed alone in patients who have sustained severe trauma.

TDOA-Based Localization System with Narrow-band Signals

This paper gives a general overview of the challenges that arise in using narrow-band signals, such as GSM, for localisation based on the time properties of the signal. Specifically, synchronisation and retrieving of time information are addressed. We pursue two contributions, namely, analysis of achievable synchronisation precision and processing of narrowband signals that can enable localization down to a meter. Keywords-localization, narrow band signals, TOA, TDOA I.

TDOA for Narrow-band Signal with Low Sampling Rate and Imperfect Synchronization

Time-based localization techniques such as multilateration are favoured for positioning to wide-band signals. Applying the same techniques with narrow-band signals such as GSM is not so trivial. The process is challenged by the needs of synchronization accuracy and timestamp resolution both in the nanoseconds range. We propose approaches to deal with both challenges. On the one hand, we introduce a method to eliminate the negative effect of synchronization offset on time measurements. On the other hand, we propose timestamps with nanoseconds accuracy by using timing information from the signal processing chain. For a set of experiments, ranging from sub-urban to indoor environments, we show that our proposed approaches are able to improve the localization accuracy of TDOA approaches by several factors. We are even able to demonstrate errors as small as 10 meters for outdoor settings with narrow-band signals.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

A Time-based Passive Source Localization System for Narrow-band Signal

Time-based indoor localization has been investigated for several years but the accuracy of existing solutions is limited by several factors, e.g., imperfect synchronization, signal bandwidth and indoor environment. In this paper, we compare two time-based localization algorithms for narrow-band signals, i.e., multilateration and fingerprinting. First, we develop a new Linear Least Square (LLS) algorithm for Differential Time Difference Of Arrival (DTDOA). Second, fingerprinting is among the most successful approaches used for indoor localization and typically relies on the collection of measurements on signal strength over the area of interest. We propose an alternative by constructing fingerprints of fine-grained time information of the radio signal. We offer comprehensive analytical discussions on the feasibility of the approaches, which are backed up by evaluations in a software defined radio based IEEE 802.15.4 testbed. Our work contributes to research on localization with narrow-band signals. The results show that our proposed DTDOA-based LLS algorithm obviously improves the localization accuracy compared to traditional TDOA-based LLS algorithm but the accuracy is still limited because of the complex indoor environment. Furthermore, we show that time-based fingerprinting is a promising alternative to power-based fingerprinting.

Virulence of broad- and narrow-host-range Salmonella enterica serovars in the streptomycin-pretreated mouse model.

Salmonella enterica subspecies I serovars are common bacterial pathogens causing diseases ranging from enterocolitis to systemic infections. Some serovars are adapted to specific hosts, whereas others have a broad host range. The molecular mechanisms defining the virulence characteristics and the host range of a given S. enterica serovar are unknown. Streptomycin pretreated mice provide a surrogate host model for studying molecular aspects of the intestinal inflammation (colitis) caused by serovar Typhimurium (S. Hapfelmeier and W. D. Hardt, Trends Microbiol. 13:497-503, 2005). Here, we studied whether this animal model is also useful for studying other S. enterica subspecies I serovars. All three tested strains of the broad-host-range serovar Enteritidis (125109, 5496/98, and 832/99) caused pronounced colitis and systemic infection in streptomycin pretreated mice. Different levels of virulence were observed among three tested strains of the host-adapted serovar Dublin (SARB13, SD2229, and SD3246). Several strains of host restricted serovars were also studied. Two serovar Pullorum strains (X3543 and 449/87) caused intermediate levels of colitis. No intestinal inflammation was observed upon infection with three different serovar Paratyphi A strains (SARB42, 2804/96, and 5314/98) and one serovar Gallinarum strain (X3796). A second serovar Gallinarum strain (287/91) was highly virulent and caused severe colitis. This strain awaits future analysis. In conclusion, the streptomycin pretreated mouse model can provide an additional tool to study virulence factors (i.e., those involved in enteropathogenesis) of various S. enterica subspecies I serovars. Five of these strains (125109, 2229, 287/91, 449/87, and SARB42) are subject of Salmonella genome sequencing projects. The streptomycin pretreated mouse model may be useful for testing hypotheses derived from this genomic data.

Plant strengtheners enhance parasitoid attraction to herbivore-damaged cotton via qualitative and quantitative changes in induced volatiles

BACKGROUND Herbivore-damaged plants release a blend of volatile organic compounds (VOCs) that differs from undamaged plants. These induced changes are known to attract the natural enemies of the herbivores and therefore are expected to be important determinants of the effectiveness of biological control in agriculture. One way of boosting this phenomenon is the application of plant strengtheners, which has been shown to enhance parasitoid attraction in maize. It is unclear whether this is also the case for other important crops. RESULTS The plant strengtheners BTH [benzo (1,2,3) thiadiazole-7-carbothioic acid S-methyl ester] and laminarin were applied to cotton plants, and the effects on volatile releases and the attraction of three hymenopteran parasitoids, Cotesia marginiventris, Campoletis sonorensis and Microplitis rufiventris, were studied. After treated and untreated plants were induced by real or simulated caterpillar feeding, it was found that BTH treatment increased the attraction of the parasitoids, whereas laminarin had no significant effect. BTH treatment selectively increased the release of two homoterpenes and reduced the emission of indole, the latter of which had been shown to interfere with parasitoid attraction in earlier studies. Canonical variate analyses of the data show that the parasitoid responses were dependent on the quality rather than the quantity of volatile emission in this tritrophic interaction. CONCLUSION Overall, these results strengthen the emerging paradigm that induction of plant defences with chemical elicitors such as BTH could provide a sustainable and environmentally friendly strategy for biological control of pests by enhancing the attractiveness of cultivated plants to natural enemies of insect herbivores. © 2014 Society of Chemical Industry

Narrow dust jets in a diffuse gas coma: a natural product of small active regions on comets

Comets often display narrow dust jets but more diffuse gas comae when their eccentric orbits bring them into the inner solar system and sunlight sublimates the ice on the nucleus. Comets are also understood to have one or more active areas covering only a fraction of the total surface active with sublimating volatile ices. Calculations of the gas and dust distribution from a small active area on a comet’s nucleus show that as the gas moves out radially into the vacuum of space it expands tangentially, filling much of the hemisphere centered on the active region. The dust dragged by the gas remains more concentrated over the active area. This explains some puzzling appearances of comets having collimated dust jets but more diffuse gaseous atmospheres. Our test case is 67P/Churyumov–Gerasimenko, the Rosetta mission target comet, whose activity is dominated by a single area covering only 4% of its surface.