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Recent Submissions

Doctoral thesis

Open Access

Essays on Information Disclosure, Uncertainty Perception, and Expectations in Financial Markets

(2023-12-07) Perico Ortiz, Hector Daniel; Dovern, Jonas

This thesis encompasses four self-contained chapters besides the introduction. Each chapter is written so that it can be read independently, however, they are closely related to each other in terms of methods and object of study. The next two chapters, Chapters 2 and 3, are the result of collaborative work with Matthias Schnaubelt and Oleg Seifert. These chapters examine the impact of interactions between analysts and executives on options' implied volatility across various maturities. Chapter 2 analyzes the financial and economic implications of these interactions using an event-study approach. Chapter 3 outlines the text-processing methodology used for topic model evaluation, and selection. Chapter 4 examines the relationship between social media data evaluated at a high-frequency level and stock market uncertainty. Chapter 5 concludes with an analysis of the effect of daily news on inflation expectations and risk-premium at different horizons. This is derived from the term structure of inflation-protected securities. Below, we provide a brief discussion of the motivation and main results for each chapter and the connections among them.

Doctoral thesis

Open Access

Data-Driven-Respiratory SPECT-Gating for Determination of Liver-Lung-Shunt Fraction

(2023-12-07) Seidl, Kathrin; Kuwert, Torsten

Ziel und Grundlagen: Bei der selektiven internen Radiotherapie (SIRT) besteht für die Lunge die Gefahr einer erheblichen Strahlenschädigung [Hoe21, Lin94, Leu95]. Aus diesem Grund wird zur Therapieplanung die Leberlungenshuntfraktion (LLSF) eines jeden Patienten prätherapeutisch, beispielsweise mit 99mTc-makro-aggregiertem Albumin (MAA), bestimmt [DGN14]. Diese Studie untersucht den Einfluss der Atembewegung auf die Bestimmung der LLSF und vergleicht die herkömmliche Bestimmungsmethode, die planare Szintigrafien verwendet, mit einer SPECT/CT basierten Bestimmungsmethode mit Atemgating. Material und Methodik: Zur Auswertung wurden fünfzehn von ursprünglich zwanzig Patientendaten herangezogen, welche mit einem 99mTc-MAA SPECT/CT Scan mittels Siemens Symbia T2 akquiriert wurden. Die SPECT Aufnahmen fanden ohne Atemkommando statt. Das SPECT/CT bestand aus einer Einzelbett-Position (~ 40 cm axiales Sichtfeld) und wurde so eingestellt, dass die gesamte Leber und so viel von der Lunge wie möglich, bei freiem Atmen der Patienten, erfasst wurde. Mit Hilfe einer Forschungssoftware wurden die SPECT-Projektionsdaten in ein List-Mode-Format erfasst und retrospektiv in vier Zeitbins, welche unterschiedliche Atemzustände repräsentieren, eingeteilt. Sowohl die Gated-, als auch die Ungated-SPECT-Daten wurden mit einem ordered-subset conjugate-gradient algorithm (1 subset, 24 iterations) rekonstruiert. Anschließend wurde die LLSF in Prozent, als das Verhältnis zwischen pulmonaler und hepatischer Aktivität, berechnet. Dies geschah sowohl für die Gated- als auch für die Ungated-Daten. Hierzu wurden die Leber- und Lungenkompartimente manuell in den CT-Daten mittels ITK-SNAP segmentiert und auf die SPECT-Daten übertragen. Die auf SPECT/CT-Aufnahmen basierten LLSF wurden mit den herkömmlich ermittelten LLSF, welche auf planare Szintigrafien beruhen, verglichen. Ergebnisse: Das durchschnittliche segmentierte Lebervolumen betrug 1948 ± 634 mL (Spannbreite 981 – 3437 mL) und das durchschnittliche Lungenvolumen betrug 1543 ± 646 mL (355 – 2666 mL). Die durchschnittlichen LLSF waren 4,75 ± 2,36 % (1,58 – 9,87 %) für gated und 4,95 ± 2,44 % (1,63 – 10,06 %) für ungated Aufnahmen. Der Korrelationskoeffizient nach Pearson ergab hierfür eine starke positive Korrelation mit 0,993. Betrachtet man den optisch mit den CT-Datensätzen am besten korrelierenden Atemzustand, dann betrug die LLSF für gated Dateien 3,99 ± 2,28 % (1,69 – 9,66 %). Die Spanne, d. h. der Bereich von maximaler bis minimaler LLSF der gated Daten eines Patienten, betrug im Mittel 2,72 ± 2,45 % (0,50 – 8,32 %), was 55,15 ± 34,74 % (5,02 – 144,85 %) der jeweiligen mittleren LLSF entspricht. Für die planaren Szintigrafien ergab sich eine mittlere LLSF von 5,51 ± 3,07 % (1,89 – 14,9 %). Schlussfolgerung: Atembewegungen führen zu einer Ungenauigkeit, welche möglicherweise zu einer Unter- oder Überschätzung der LLSF führt. Eine größere Patientenzahl ist notwendig, um die Relevanz dieses Effektes in der klinischen Praxis zu bestimmen. Vergleicht man jedoch die über alle Zeitbins gemittelten LLSF, so ergab sich in dieser Studie eine gute Korrelation mit der statischen LLSF. Beim Vergleich mit der herkömmlichen planaren Bestimmungsmethode zeigte sich, dass diese tendenziell die LLSF überschätzt. Somit ist die Gefahr einer Unterschätzung der LLSF durch planare Szintigrafien relativ gering, woraufhin eine aufwendigere Bestimmung der LLSF mittels einer SPECT/CT basierten Bestimmungsmethode nicht unbedingt im klinischen Alltag notwendig ist. Ergeben sich jedoch hohe LLSF durch die planare Bestimmungsmethode, welche eine therapeutische Dosisreduktion bewirken würden, so könnte eine SPECT/CT basierte Bestimmungsmethode angewendet werden, um eine mögliche Überschätzung zu detektieren und eine Dosisreduktion zu verhindern.

Doctoral thesis

Open Access

Investigation of a two-grating system for x-ray phase-contrast microscopy

(2023-12-07) Akstaller, Bernhard; Anton, Gisela

X-ray phase-contrast and dark-field imaging extend the standard radiography by probing the diffraction properties of a sample in addition to the attenuation. This provides enhanced image contrast for structures with weak attenuation. Differential phase-contrast imaging probes the electron density of a medium directly and provides sensitivity for density gradients, making it a promising tool for plasma imaging. Propagation-based phase-contrast requires a spatial coherent source and a suited setup geometry. For grating-based phase-contrast, the imaging setup must be extended by a grating interferometer. But with ongoing technical innovation, phase-contrast sets foot in an increasing number of applications. Medical imaging is to be named as one of the main drivers of innovation for grating-based phase-contrast. The milestones achieved in this discipline are often transferred to other fields for research, like non-destructive testing. The here presented work is aimed towards utilising grating-based phase-contrast for imaging laser-produced plasma shocks at a laser-driven x-ray backlighter. The aim is further to apply the imaging setup for research on historical handwritten documents. Two promising applications of grating-based phase-contrast imaging were investigated by advancing a two-grating Talbot interferometer. The Talbot interferometer was calibrated at the PHELIX high-power laser for operation at a backlighter, demonstrating sufficient visibility and a high image magnification. Further at the PHELIX backlighter, a novel method of investigating the dominant energy of an x-ray spectrum was presented, as well as a method to reduce the image noise in single-shot grating-based phase-contrast imaging. Finally, the Talbot interferometer was successfully implemented at a laboratory x-ray source to investigate an application in the conservation of cultural heritage. This revealed an advantage of dark-field imaging for thorn ink and dry-point glosses. For future studies, these results will help improving the grating-based imaging setup for both non-destructive testing and for imaging laser-produced plasma shocks with

Doctoral thesis

Open Access

An exploratory study using next-generation sequencing to identify prothrombotic variants in patients with cerebral vein thrombosis

(2023-12-07) Kramer, Robert Anton; Zimmermann, Robert

Prothrombotic hereditary risk factors for cerebral vein thrombosis (CVT) are of clinical interest to better understand the underlying pathophysiology and stratify patients for the risk of recurrence. This study explores prothrombotic risk factors in CVT patients. An initial screening in patients of the outpatient clinic of the Department of Transfusion Medicine and Hemostaseology of the University Hospital Erlangen, Germany, revealed 183 patients with a history of CVT. An initial screening identified a number of common prothrombic risk factors, including Factor V Leiden (rs6025) and Prothrombin G20210A (rs1799963). All patients without relevant findings (58 individuals) were invited to participate in a subsequent genetic analysis of 55 relevant genes using next-generation sequencing (NGS). Three intron variants (ADAMTS13: rs28446901, FN1: rs56380797, rs35343655) were identified to occur with a significantly higher frequency in the CVT patient cohort compared to the general European population. Furthermore, the combined prevalence of at least two of four potentially prothrombic variants (FGA (rs6050), F13A1 (rs5985), ITGB3 (rs5918), and PROCR (rs867186)) was significantly higher in the CVT subjects. The possible impact of the identified variants on CVT is discussed.

Doctoral thesis

Open Access

Die IL-4-abhängige Inhibition der Expression des Mustererkennungsrezeptors Mincle

(2023-12-06) Hupfer, Thomas; Lang, Roland

Hintergrund und Ziele Die C-Typ-Lektin-Rezeptoren des Dectin-2-Clusters Mincle, MCL und Dectin-2 erkennen immunologisch Bestandteile der Zellwand von Mycobacterium tuberculosis, beispielsweise den mykobakteriellen Cordfaktor durch MCL und Mincle. Nach Erkennung des Liganden Cordfactor werden antibakterielle Effektorfunktionen des angeborenen Immunsystems aktiviert und die Expression der Rezeptoren erhöht. Es wurde beobachtet, dass das Zytokin Interleukin-4, welches mit einer alternativen Makrophagenaktivierung assoziiert ist, die Expression dieser Rezeptoren inhibiert. In der vorliegenden Arbeit soll dieser Effekt charakterisiert werden. Methoden Es erfolgte die Analyse humaner und muriner antigenpräsentierender Zellen (Monozyten, Makrophagen, dendritische Zellen) in Zellkultur. Untersuchungen erfolgten nach Stimulation mit Liganden für C-Typ-Lektin-Rezeptoren (Trehalosedibehenat, Trehalosedimykolat), Toll-Like-Rezeptor 4 (Lipopolysaccharid) und weiterer Zytokine (M-CSF, GM-CSF) in An- oder Abwesenheit von Interleukin-4. Der Einfluss auf die Expression verschiedener C-Typ-Lektine wurde mittels RT-PCR und Durchflusszytometrie untersucht. Die Analyse der funktionellen Zytokinantwort erfolgte mittels ELISA. Ergebnisse und Beobachtungen Interleukin-4 induzierte eine konzentrationsabhängige, anhaltende Inhibition der Expression von Mincle und anderen C-Typ-Lektinen des Dectin-2-Clusters sowohl auf humanen als auch murinen Zellen, wobei der Effekt sowohl auf Makrophagen als auch auf dendritischen Zellen nachzuweisen war. Unter Interleukin-4 zeigte sich eine Inhibition der induzierten mRNA-Expression von Mincle nach Stimulation mit dessen Liganden, nicht jedoch nach Stimulation mit dem Toll-Like-Rezeptor-Agonisten Lipopolysaccharid. Die Inhibition der mRNA-Expression übersetzte sich in eine reduzierte Proteinexpression und eine reduzierte funktionelle Antwort auf Mincle-abhängige Stimuli im Sinne einer reduzierten Produktion proinflammatorischer Zytokine. Der Effekt war abhängig von dem im Interleukin-4 Signalweg wichtigen Transkriptionsfaktor STAT6. Schlussfolgerungen Interleukin-4 inhibiert die Expression der für die Erkennung von Mycobacterium tuberculosis wichtigen Mustererkennungsrezeptoren des Dectin-2-Clusters auf antigenpräsentierenden Zellen des angeborenen Immunsystems. Dieser Mechanismus könnte zu einer erhöhten Suszeptibilität und erhöhtem Reaktivierungsrisiko einer latenten Tuberkulose in einem von Th2-Zytokinen wie Interleukin-4 geprägten Milieu beitragen.