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News from the Annual Report 2011

Scientific news

CFD-based optimization of a mixing section for the diagnosis of soot particle concen-trations

As "air pollutants", the soot aerosols contained in exhaust emissions contribute not only to environmental pollution, but they are also an essential source of the greenhouse effect. An optimization based on numerical flow simulations considerably improves the diagnosis of soot particle concentrations.[more]


Messung von neurodegenerativen Prozessen

Multiple Sklerose (MS) ist die häufigste chronisch-entzündliche Erkrankung des Zentralnervensystems in Mitteleuropa. Moderne Konzepte gehen davon aus, dass die strukturellen Hirnschäden bei MS durch bereits in der Frühphase der Erkrankung ablaufende neurodegenerative Prozesse mitverursacht werden. Allerdings wurden die Beziehungen zwischen unterschiedlichen Orten ...[more]


New statistical method for the analysis of sandwich ELISAs

At PTB, a statistical procedure has been developed to analyse sandwich ELISAs, which facilitates the reliable estimation of concentrations such as the interferon IFN alfa-2b.[more]


Software for calculation of measurement uncertainties

The international guideline “Guide to the expression of uncertainty in measurement” (GUM. ISO/IEC Guide 98-3:2008) has become the basis for calculation of measurement uncertainties worldwide. Mathematical algorithms are regulated, but not their software implementation. It is therefore important that a software product, claiming to be a GUM implementation, undergoes ...[more]


Detection of Inflammatory Joint Diseases by Quantitative Dynamic Fluorescence Imaging

Rheumatoid arthritis (RA) is an inflammatory disease which affects approx. 1 % of the population and is probably caused by autoimmune reactions; it is classified as a rheumatic disorder. The disease is painful for the patients, they experience restricted mobility of their joints and ...[more]


Fundamentals of Metrology

Magnetresonanzbildgebung erstmalig in Feldern deutlich unterhalb des Erdmagnetfelds gelungen

Magnetresonanzbildgebung, wie sie in der klinischen Diagnostik Anwendung findet, wird üblicherweise in Magnetfeldern betrieben, die um fünf Größenordnungen stärker sind als das Erdmagnetfeld  ...[more]


Diskussion des GUM aus der Sicht des Software-Engineering

Der internationale Leitfaden „Guide to the expression of uncertainty in measurement“ (GUM, ISO/IEC Guide 98-3:2008) regelt die anzuwendenden mathematischen Verfahren, jedoch wie jedes Dokument dieser Art nicht deren Implementierung als Software. In der jüngeren Vergangenheit ...[more]


Fortbildung Messunsicherheit

Der Fachbereich „Mathematische Modellierung und Datenanalyse“ hat die Aus- und Fortbildung im Bereich Messunsicherheit für die PTB übernommen. In diesem Jahr ...

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Effiziente Implementierung von Monte Carlo Methoden für die Dynamik

Es wurde eine sequentielle Implementierung von Monte Carlo Methoden für die Analyse dynamischer Messungen entwickelt, welche die zuverlässige Bestimmung von Messunsicherheiten bei der Anwendung digitaler Filter, deren Koeffizienten nur begrenzt bekannt sind, auch auf Desktop Computern ermöglicht.[more]


Wiederholgenauigkeit von Vakuummessgeräten

Im Rahmen der Kalibrierung von Vakuummessgeräten der Industrie bestimmt die PTB auch die Variabilität der Gerätemessungen. Jedoch variieren die wiederholt zu messenden Drücke ...[more]


Grundlagen Messunsicherheit

Der Fachbereich „Mathematische Modellierung und Datenanalyse“ hat auch 2011 mit seinen Forschungsarbeiten wichtige Beiträge zu den Grundlagen der Bestimmung von Messunsicherheiten geleistet. So konnten ...

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Statistische Bewertung von Auswerteverfahren zur Bestimmung der Linienstärke von CO2

Die genaue Kenntnis von Linienstärken ist wesentlich für die quantitative CO2 Spektroskopie. In dieser gemeinsam mit PTB AG „Vakuummetrologie“ durchgeführten Studie wurden ein parametrisches und ein nicht-parametrisches Verfahren zur Bestimmung von Linienstärken mit statistischen Methoden untersucht. Als Ergebnis ...[more]


Statistisches Verfahren zur Auswertung scatterometrischer Messungen

Die Maximum-Likelihood-Methode zur Bestimmung der Messunsicherheiten in der Scatterometrie wurde so erweitert, dass auch systematische Beiträge zur Messunsicherheit, wie sie z.B. Linienrauhigkeiten verursachen, berücksichtigt werden. Die verbesserte Methode wurde auf Messdaten des DUV-Scatterometers der PTB angewandt um die auftretenden Messunsicherheiten zu quantifizieren. [more]


EMRP-Projekt “Metrology for Smart Electrical Grid” gestartet

Mit über 20 Partnern aus 18 europäischen Ländern ist das Vorhaben “Metrology for Smart Electrical Grid” im Rahmen des Europäischen Metrologieforschungsprogramms (EMRP) gestartet. Darin werden messtechnische Fragestellungen zum Themengebiet der Smart Grids bearbeitet. Die PTB ist in diesem Vorhaben ...[more]


Analyse von „key comparisons“

An der PTB wurde ein neues Verfahren auf Basis Bayesscher Statistik zur Auswertung von Ringvergleichen entwickelt, das eine Analyse auch im Falle von inkonsistenten Daten und einer zeitlichen Änderung des Transferstandards erlaubt. Die Methode wurde erfolgreich bei mehreren „key comparisons“ eingesetzt, bei denen die PTB als „Pilot“ fungierte.[more]


Neues Projekt zur Standardisierung von Verfahren zur (Relativ-) Bestimmung von Zellkonzentrationen in Körperflüssigkeiten

Die Arbeiten zur Fördermaßnahme des BMWi im Rahmen des Programms „Transfer von FuE-Ergebnissen durch Normung und Standardisierung“ dienen der Erarbeitung internationaler Normvorlagen für die Standardisierung primärer und sekundärer Referenzmessverfahren für die Zellzählung. Ziel ist die Erstellung konsolidierter Normen ...[more]


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Metrology for Society

Simulation der konvektiven Strömung in Lagertanks

Die Bestimmung der Masse in großen Lagertanks erfolgt durch zwei unabhängige Messungen zu Volumen und Temperatur. Durch Verringerung der Messunsicherheit bei der Ermittlung der mittleren Tanktemperatur ...[more]


„Take-Up“ einer statistischen Methode für ELISAs

Ein von der PTB entwickeltes statistisches Verfahren zur Bestimmung von Unsicherheiten in immunologischen Tests ist auf breite Resonanz gestoßen. In verschiedensten Medien ...[more]


Quantifizierung magnetischer Nanopartikel in Arterien

Für den Einsatz magnetischer Nanopartikel in der Medizin ist die quantitative Kenntnis ihrer Verteilung im Gewebe erforderlich. Mit Hilfe eines Multipolansatzes für linear ausgedehnte Partikelverteilungen ...[more]


Abschluss der Datenanalyse zur immunologischen Differenzierung weißer Blutzellen in mikrofluidischen Durchflusszytometern

In einem inzwischen abgeschlossenen, von der Investitionsbank Berlin (IBB) geförderten und der EU kofinanzierten Projekt sind mikrofluidische Durchflusszytometer entwickelt und für die immunologische Differenzierung von Leukozyten eingesetzt worden. Die in diesem Projekt ...[more]


Nationaler Standard zur Bestimmung von Referenzmesswerten für die Hämoglobinkonzentration in Blut

Im Arbeitsausschuss "Hämatologie" des Normenausschuss Medizin (NAMed) des DIN wurde unter Federführung der PTB die Norm 58931, die Anforderungen bei der Bestimmung von Referenzmesswerten der Hämoglobinkonzentration festlegt, fertiggestellt. Neben dem Cyanmethämoglobin-Verfahren ...[more]


Erfolgreicher Abschluss des EMRP Projektes "Metrology on a Cellular Scale for Regenerative Medicine"

In der PTB wurden zur metrologischen Unterstützung bei der Entwicklung von künstlichen Geweben Untersuchungen zur Anreicherung von seltenen Stammzellen aus dem peripheren Blut, zur Vitalität angereicherter Zellen ...[more]


Quantitative Bestimmung der Anreicherung des Kontrastmittels Indocyaningrün in Brustkarzinomen

Ein an der PTB entwickeltes fluoreszenzgestütztes Verfahren zur Bestimmung der Farbstoffkonzentration in Läsionen ist erstmalig zur Analyse der Kontrastmittelanreicherung in Brustkarzinomen angewendet worden. In dem zweistufigen Verfahren ...[more]


Entwicklung eines bildgebenden Systems zur berührungslosen optischen Hirnbildgebung

Die Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) hat sich als leistungsfähiges Forschungs- und Diagnosewerkzeug für verschiedene Anwendungen entwickelt, insbesondere für funktionelle Hirnbildgebung und Messung des Sauerstoffverbrauchs im Muskel. Kürzlich entwickelte schnell gegatete Einzelphotonen-Avalanchedioden ...[more]


Simultane Erfassung zeitaufgelöster fNIRS und physiologischer Signale bei kognitiver Aktivierung des Gehirns

Funktionale Nahinfrarotspektroskopie am Kopf (fNIRS) ist eine vielversprechende optische Methode zur Messung zerebraler hämodynamischer Aktivierung. Jedoch können evozierte Änderungen in systemisch-physiologischen Parametern ...[more]


Beurteilung der grundlegenden Leistungsfähigkeit von Geräten zur zeitaufgelösten optischen Bildgebung des Gehirns

Eine wichtige gemeinsame Aufgabe im EU-Projekt “nEUROPt” ist die Beurteilung und der Vergleich von verschiedenen Geräten zur zeitaufgelösten optischen Bildgebung des Gehirns, die von den Projektpartnern entwickelt wurden. Der erste Schritt ...[more]


Zeitaufgelöste Nahinfrarot-Spektroskopie zur Beobachtung der robotergestützten motorischen Aktivierung des Gehirns eingesetzt

Die robotergestützte motorische Rehabilitationstherapie verfügt über ein hohes Potential, den Therapieerfolg bei Schlaganfall-Patienten zu verbessern. Ein an der PTB entwickeltes zeitaufgelöstes Nahinfrarot-Reflektometer ...[more]


Objektivierung von Wahrnehmungsphänomenen durch magnetische Messungen

Die experimentelle Psychologie ist bei der Beschreibung von  Wahrnehmungsphäno­me­nen auf indirekte Methoden wie die Messung von Reaktionszeiten angewiesen. Um die neuronale Basis dieser Phänomene besser zu verstehen, wurde zusammen ...[more]


Kopplungsphänomene zwischen Muskelaktivität, subthalamischen Hirnregionen, und dem Kortex sind bei Dystoniepatienten gestört

Bei Krankheiten wie Dystonie (Verkrampfung) und Parkinson ist die Kopplung zwischen Muskeln, den Transferstellen in tiefen Hirnregionen, und dem Kortex (der Hirnrinde) gestört. Um diese Störungen besser zu verstehen ...[more]


Abschirmraum für Kernresonanz im niedrigen Feld erreicht rekordverdächtige Werte

Für kernmagnetische Resonanzmessungen im niedrigen Feld wurde 2010 ein neuer  magnetischer Abschirmraum beschafft. Derartige Räume werden heute für SQUID-basierte Untersuchungen am Menschen ...[more]


NMR Spektrometer für die Charakterisierung magnetischer Nanopartikel

Mit der Beschaffung eines zeitauflösenden NMR-Spektrometers (mq60, Bruker Biospin) für die flexible Bestimmung der T1- und T2-Relaxationszeiten steht der PTB ein weiteres wertvolles Werkzeug für die Charakterisierung von magnetischen Nanopartikeln zur Verfügung. Mit diesem Gerät ...[more]


Räumlich aufgelöste Quantifizierung magnetischer Nanopartikelanreicherungen mit inhomogener Aufmagnetisierung

Die Anwendung magnetischer Nanopartikel in der medizinischen Diagnose und Therapie ist Gegenstand intensiver Forschung. Es wurde ein Messaufbau realisiert, bei dem durch Verwendung inhomogener Anregungsfelder ...[more]


Zweidimensional anregen – drei Dimensionen messen

Räumlich selektive Anregung (SSE) ist ein vielversprechendes neues Verfahren in der Magnetresonanztomographie (MRT), mit dem es möglich ist, sich einen interessierenden Ausschnitt z.B. des Gehirns "heraus zu zoomen" und mit höherer Auflösung aber ohne höhere Messzeit zu vermessen. ..[more]


Erstmalige Messung von GABA in der Amygdala

Durch Kombination von präziser Justage der Hochfrequenzsendeleistung, dem Einsatz speziell entwickelter Sequenzen ("FAST(EST)MAP") für eine verbesserte Homogenisierung des lokalen Magnetfeldes im Zielvolumen und der Verwendung optimierter Sequenzen ("SPECIAL") für die MR Spektroskopie ...[more]


Ortsaufgelöste Metabolitbestimmung im Gehirn mit „SPECIAL“

Körpereigene Stoffe im Gehirn, sogenannte Metaboliten, spielen etwa bei neurologischen Erkrankungen eine Rolle. Ihre Konzentration und ihr Ort im Gehirn lassen sich jetzt genauer bestimmen ...[more]


Multimodale Messungen bei Multipler Sklerose

In einem Kooperationsprojekt der PTB mit der Charité-Universitätsmedizin Berlin wurde bei Patienten mit schubförmig-remittierender Multipler Sklerose (MS)  mittels Hochfeld-Magnetresonanzspektroskopie die Konzentration des Neuronenmarkers N-Acetylaspartat (NAA) in drei Gehirnregionen bestimmt ...[more]


Improved Metabolite Quantification for Multiple Voxels in the Human Brain

Magnetic resonance spectroscopy (MRS) techniques can provide a wealth of additional information with respect to MR imaging by quantifying concentrations of MR-sensitive substances. For example, proton (1H) MRS in the human brain ...[more]


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Metrology for Economy

Mess- und Sicherheitskonzept für On-Board-Metering

Die von der Bundesregierung bis 2020 geplante Anzahl von einer Million Elektrofahrzeugen erfordert eine flächendeckende Ladeinfrastruktur. Im Gegensatz zur Tankdauer herkömmlicher Kraftfahrzeuge ...[more]


Virtuelle Experimente für das neue Ebenheitsreferenzsystem

Die an der PTB entwickelte Simulationsumgebung zur Durchführung virtueller Messung für die optische Formmetrologie wurde weiterentwickelt und zur Bestimmung der Genauigkeit ...[more]


Mathematik für neues EMRP Projekt „Scatterometry“

Der Fachbereich „Mathematische Modellierung und Datenanalyse“ wird einen wesentlichen Beitrag für das Forschungsprojekt „Form Metrology“ im Bereich der Datenanalyse leisten. Dieses Projekt ...[more]


Erstellung eines Computermodells für die kamerabasierte Nahfeld-Goniophotometrie

Im Rahmen des gemeinsam mit 4.1, 7.3 und der Firma TechnoTeam Bildverarbeitung GmbH Ilmenau durchgeführten MNPQ Projektes „Kamerabasiertes Nahfeld-Goniophotometer und Temperaturmessung im visuellen Spektralbereich“ ...[more]


Modellierung des Einflusses der Rauhigkeit von Linienstrukturen in der Scatterometrie

Die scatterometrischen Messverfahren der PTB ermöglichen eine indirekte Messung kritischer Strukturgrößen von lithografischen Masken mit einer Genauigkeit im Nanometerbereich. Zur Verbesserung der Auswerteverfahren ..[more]


Mathematik für neues EMRP-Projekt „Form Metrology“

Der Fachbereich „Mathematische Modellierung und Datenanalyse“ wird einen wesentlichen Beitrag für das Forschungsprojekt „Form Metrology“ im Bereich der Datenanalyse leisten. Dieses Projekt ...[more]


Mathematik und Statistik für neues EMRP-Projekt „Dynamic“

Der Fachbereich „Mathematische Modellierung und Datenanalyse“ wird einen wesentlichen Beitrag für das Forschungsprojekt „Dynamic“ im Bereich der Datenanalyse leisten. Dieses Projekt wurde im Rahmen ...[more]


Validierung der AHD-Methode als Referenzmessverfahren zur Bestimmung der Hämoglobinkonzentration in Blut

In Zusammenarbeit mit der Medisynthana Diagnostics GmbH & Co. KG im Rahmen eines MNPQ - Projektes werden an Frisch- und Kontrollblutproben Vergleichsmessungen zur Bestimmung der Hämoglobinkonzentration unter Anwendung der AHD (Alkalisches Hämatin und Detergenz) - Methode ...[more]


Validierung eines neuen Verfahrens zur DNA-Isolation für die PCR

Genomische DNA muss vor der Amplifikation mittels PCR (Polymerase­kettenreaktion) isoliert und aufgereinigt werden. Üblicherweise wird hierfür die Festphasenextraktion mittels Silikagelmembranen (Adsorptions­chromatographie) eingesetzt. In der Dr. Lerche KG wurde kürzlich ...[more]


Neue polymerische Nah- Infrarot Proben zum gezielten Darstellung von Entzündungen

Dendritisches Polyglycereol wurde zur Synthese eines polyanionischen makromolekularen Konjugates mit einem Nah-Infrarot fluoreszierenden Farbstoff eingesetzt. Die Akkumulation des Konjugates in vivo ...[more]


Bewertung der Fluoreszenz zum Nachweid rheumatischer Erkrankungen der Fingergelenke

In einem durch die Investitionsbank Berlin (IBB) mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten Projekts mit mehreren Kooperationspartnern wurden im Rahmen einer klinischen Studie dynamische Daten (Fluoreszenzbildserien) zur Rheumadiagnose erhoben. ...[more]


Tracerverhalten von Resovist geklärt

Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein neuartiges Bildgebungsverfahren, das mit hoher zeitlicher Auflösung die Verteilung magnetischer Nanopartikel im lebenden Organismus darstellen kann. Die räumliche Auflösung hängt dabei ...[more]


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International Affairs

Internationale Workshops zu aktuellen IT-Fragen im gesetzlichen Messwesen

Mit großem Interesse sind die im November 2010 und November 2011 von der PTB durchgeführten sowie vom Helmholtz-Fond und WELMEC geförderten Workshops zu je einem informationstechnischen Schwerpunktthema des gesetzlichen Messwesens aufgenommen worden. Während ...
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Internationale Zusammenarbeit zur Mathematik in der Metrologie

Der Fachbereich „Mathematische Modellierung und Datenanalyse“ hat zur für diesen Bereich wesentlichen Konferenz „Advanced Mathematical and Computational Tools for Metrology“ (AMCTM 2011) einen dominanten Beitrag (mehr als 10 Vorträge, 4 von 12 ausgewählten Plenarvorträgen) geleistet. Er prägt zudem ...[more]


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