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  • 1
    ISSN: 1432-0827
    Keywords: Cancellous bone ; Bone strength ; Osteoporosis ; Trabecular bone quality
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Biology , Medicine , Physics
    Notes: Summary This paper discusses two novel applications of nuclear magnetic resonance (NMR) as an investigational tool for the assessment of cancellous bone microarchitecture. It further outlines extensions of the method forin vivo clinical evaluation of bone strength in patients with skeletal disorders such as osteoporosis. The first method relies on the hypothesis that the presence of two phases of different magnetic permeability, i.e., bone and bone marrow, causes a spatial nonuniformity of the magnetic field across the measurement volume. The resulting spread in resonance frequency shortens the decay time constant (T2*) of the time domain proton signal in bone marrow or its substitute (water). Increased trabecular spacing, such as it occurs in osteoporosis, reduces the spatial field inhomogeneity and thus prolongs T2*, which has been shown bothin vitro andin vivo. Subjects with osteoporosis, characterized by either low bone mineral density and/or spine compression fractures, have T2* values that are significantly prolonged. The second method focuses on a direct measurement of micromorphometric parameters of cancellous bone, using the principles of proton NMR microscopy in conjunction with computer processing of the resulting digital images. Image contrast between the trabeculae and the intertrabecular space is based on the marrow protons providing a signal, as opposed to bone, which appears with background intensity. Once tissues have been classified (into bone and marrow), for example, by means of a histogram-based segmentation algorithm, bone area fraction, mean trabecular plate density (MTPD), and mean trabecular plate thickness (MTPT) can be computed without the need for further operator intervention. The most critical parameter for successful implementation is image slice thickness which determines the extent of partial volume blurring. At 400 MHz spectrometer frequency (9.4 T field strength), images of appropriate resolution can be obtained from a 1 cm3 specimen of vertebral cancellous bone in 1 hour or less. It is shown that for relatively isotropic cancellous bone such as the one found in the vertebrae, a slice thickness on the order of 200 μm is adequate, with an inplane resolution on the order of 50 × 50 μm2 As an illustration of the technique, the relationship among the different stereologic parameters in cadaver specimens of human lumbar vertebrae is reported, showing a strong association between the area fraction and both MTPD and MTPT. The chief benefit of the new technique is its nondestructive nature and its ability to provide histomorphometric images from multiple physical locations and in multiple planes, which is desirable because of the large spatial variations in the morphologic parameters within the bone. Finally, the technique is demonstrated to be potentially also noninvasive, as illustrated with images from the human finger, acquired on a modified 1.5 Tesla clinical magnetic resonance imaging system at a pixel size of 95 × 95 μm2
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 2
    ISSN: 1476-4687
    Source: Nature Archives 1869 - 2009
    Topics: Biology , Chemistry and Pharmacology , Medicine , Natural Sciences in General , Physics
    Notes: [Auszug] Evidence of selective changes in the number or state of specific types of neurone has been obtained by measuring the concentration of putative neurotransmitters and their biosynthetic enzymes. Thus there is selective reduction in the concentrations of dopamine6 in the substantia nigra and G ABA7 in ...
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 3
    ISSN: 1574-6968
    Source: Blackwell Publishing Journal Backfiles 1879-2005
    Topics: Biology
    Notes: Thirty independent clinical isolates of Staphylococcus lugdunensis were tested for expression of haemolysin characteristics of Staphylococcus aureus and for the presence of DNA sequences with homology to S. aureus toxin genes. Twenty-six strains produced a thermostable haemolysin with greatest activity against rabbit erythrocytes. DNA-DNA hybridisation was performed with S. lugdunensis DNA and probed with the α, β, δ and γ toxin gene probes of S. aureus as well as that for coagulase. Hybridisation was found with the δ probe in 28 strains including 6 which did not express haemolysin. Two strains did not hybridise with any of the probes. These findings suggest that S. lugdenensis strains produce a δ-like toxin which shares homology with the δ toxin of S. aureus.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 4
    ISSN: 0168-9002
    Source: Elsevier Journal Backfiles on ScienceDirect 1907 - 2002
    Topics: Physics
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 5
    ISSN: 1435-1528
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Description / Table of Contents: Summary It is shown, how measurements of the primary normal stress difference of viscoelastic liquids can be conducted in the “Mechanical Spectrometer” of Rheometrics Inc. Using cone and plate fixtures normal force variations were observed, which could be related to a very small axial movement of the drive shaft. Measurements of linear polysiloxanes show in a broad range second-order behavior. The average shear modulus of liquids having small enough molecular weight distributions is almost independent of molecular weight and temperature. Solutions of relatively low molecular weight polyacrylamide have a range at low shear rates where they show also second-order behavior. At higher shear rates they have a range where shear stress and primary normal stress difference follow a power law.
    Notes: Zusammenfassung Es wird beschrieben, wie man mit Hilfe des „Mechanischen Spektrometers“ der Firma Rheometrics Inc. die erste Normalspannungsdifferenz von viskoelastischen Flüssigkeiten bestimmen kann. Bei der Durchführung dieser Messungen in einer Kegel-Platte-Anordnung traten Normalkraftschwankungen auf, die sich als von einer sehr geringen Axialbewegung der Antriebswelle herrührend nachweisen ließen. Die an linearen Polysiloxanen durchgeführten Messungen zeigten in einem weiten Bereich ein Fließverhalten entsprechend einer Theorie zweiter Ordnung. Bei Stoffen mit hinreichend enger Molmassenverteilung hängt der mittlere Elastizitätsmodul weder von der mittleren Molmasse noch von der Temperatur merklich ab. Bei orientierenden Messungen an wäßrigen Lösungen von relativ niedermolekularem Polyacrylamid läßt sich ein unterer Bereich nachweisen, in dem die Lösung ebenfalls das Verhalten einer Flüssigkeit zweiter Ordnung zeigt, sowie ein oberer Bereich, in dem Schubspannung und erste Normalspannungsdifferenz entsprechend einem Potenzgesetz anwachsen.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 6
    Electronic Resource
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    Springer
    Rheologica acta 17 (1978), S. 554-555 
    ISSN: 1435-1528
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 7
    Electronic Resource
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    Springer
    Rheologica acta 17 (1978), S. 42-58 
    ISSN: 1435-1528
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Description / Table of Contents: Summary The shear and normal stress behavior of several concentrated polymer solutions in steady shear flow is investigated by means of an open cone and plate arrangement of the “Mechanical Spectrometer” (Rheometrics Inc.) type. Deformations of the free gap surface are found if the shear rate is raised above a critical value. Sensitive temperature measurements of the liquid surface, carried out by means of a radiative pyrometer, yield a shear rate above which dissipation effects become appreciable. Start-up experiments in regions of sufficiently high shear rate show an additional “undershoot” after the initial “overshoot”. This “undershot” has to be attributed to mechanisms leading to a stiffening of the flowing liquid. Such a “flow hardening” can be observed in the investigated polymer solutions if the ratio of normal and shear stresses is of the order of 10 or more. It may be observed particularly impressively with concentrated solutions of a high molecular mass polyisobutylene („Oppanol B 200“). From the results of other authors it is shown that elongational and shear flows despite their different kinematics, may produce similar hardening phenomena — aggregation, cristallisation, demixing. Furthermore, the influence of different solvents and temperature on the stress curves is discussed. In an appendix two quantities, a “significant stress” and an “orientation angle” are calculated from the shear and normal stresses. These quantities give an insight into the well known fact that the first normal stress difference has a dominating influence on the flow only when the normal stress difference is much greater than the shear stress.
    Notes: Zusammenfassung Es wird das Schub- und Normalspannungsverhalten verschiedener konzentrierter Polymerlösungen bei stationärer Scherung mit einer offenen Kegel-Platte-Anordnung in einem „Mechanischen Spektrometer“ der Firma Rheometrics Inc. untersucht. Dabei wird festgestellt, daß an der freien Oberfläche des Meßfluids im Randbereich Einschnürungen auftreten, wenn das Geschwindigkeitsgefälle einen charakteristischen Wert überschreitet. Durch Bestimmung der Temperatur an der freien Oberfläche mit einem Strahlungsthermometer wird eine Beanspruchungsgrenze ermittelt, ab welcher mit merklichen Temperaturerhöhungen gerechnet werden muß. Es wird gefunden, daß beim Anlaufvorgang bei Anwendung hinreichend hoher Geschwindigkeitsgefälle nach dem „Überschwingen“ (overshoot) der Spannungen noch ein „Unterschwingen“ (undershoot) erfolgt, das auf das Wirksamwerden von Verfestigungsmechanismen in dem strömenden Fluid zurückzuführen ist. Diese „Strömungsverfestigung“ wird in den untersuchten Polymerlösungen immer dann beobachtet, wenn das Verhältnis von erster Normalspannungsdifferenz zu Schubspannung einen Wert von ca. 10 überschreitet. Dieser Effekt läßt sich besonders eindrucksvoll an Lösungen von hochmolekularem Polyisobutylen („Oppanol B 200“) nachweisen. Unter Heranziehung von Ergebnissen anderer Autoren wird erläutert, wieso bei Dehn- und Scherströmungen zwar ein sehr unterschiedliches Fließverhalten vorliegt, trotzdem aber ganz ähnliche Verfestigungsphänomene — Aggregation, Kristallisation, Entmischung — auftreten können. Weiterhin wird der Einfluß des gewählten Lösungsmittels sowie der Temperatur auf den Spannungsverlauf untersucht. In einem Anhang wird aus der Schubspannung und der ersten Normalspannungsdifferenz eine signifikante Vergleichsspannung sowie der Orientierungswinkel berechnet. Bei Zugrundelegung dieser Größen wird die bekannte Tatsache, daß die erste Normalspannungsdifferenz erst dann dominierenden Einfluß auf das Fließverhalten gewinnt, wenn sie die Schubspannung wesentlich übersteigt, ohne weiteres verständlich.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 8
    Electronic Resource
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    Springer
    Rheologica acta 17 (1978), S. 59-68 
    ISSN: 1435-1528
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Description / Table of Contents: Summary Generally, start-up and relaxation experiments make high demands on a rheometer. In this respect the performance of the „Mechanical Spectrometer“ (Rheometrics Inc.) is investigated. It is found that the torsional stiffness of the instrument is usually high enough for the measurement of transient shear, but problems are caused by the start-up and stopping of the drive. Even more problematic is the measurement of transient normal stress. Although the total axial stiffness is made large, the time constant of the system is not negligible and must be taken into account. Further difficulties arise from the observed axial movement of the drive shaft. Start-up tests on a concentrated polyisobutylene solution are conducted. The observed “overshoot” and “undershoot” are no instrumental artifact but are caused by the behavior of the material. Finally, relaxation measurements of shear and normal stress are carried out. From the length of the “subtangent” of the relaxation curve a relaxation time is defined for shear and normal stress relaxations. From these and the stresses themselves a “total” relaxation time may be defined. Another relaxation time is given by the values of shear and normal stresses in stationary experiments if one applies the Maxwell model. The values of both these relaxation times coincide in a broad range of shear rates. From the stress values during relaxation the orientation of the stress ellipsoid can be calculated. It is found that the direction of the greatest principal stress does not remain constant but is turned in the direction of flow. This allows further conclusions about the flow mechanism to be drawn.
    Notes: Zusammenfassung Da die Durchführung von Anlauf- und Relaxationsmessungen besonders hohe Anforderungen an ein Rheometer stellt, wird hier zuerst die Eignung des „Mechanischen Spektrometers“ (Rheometrics Inc.) für solche Zwecke untersucht. Es wird gefunden, daß für die Erfassung des instationären Schubspannungsverhaltens die Torsionssteifigkeit des Geräts in der Regel ausreicht, daß sich aber in ungünstigen Fällen hierfür das durch den Antrieb bedingte Anlauf- und Bremsverhalten störend bemerkbar machen kann. Problematischer ist die Normalkraftmessung, denn trotz der großen Steifigkeit des Gesamtsystems ist dessen Zeitkonstante nicht immer sehr klein und muß u. U. in Rechnung gestellt werden. Auch kann die schon früher beobachtete Axialbewegung bei Anlaufmessungen sehr störend sein. Anschließend werden Anlaufversuche an einer konzentrierten Polyisobutylen-Lösung vorgenommen, wobei gezeigt wird, daß es sich weder beim „Überschießen“ noch beim „Unterschießen“ um Geräteeffekte handelt, sondern diese Phänomene durch das Stoffverhalten verursacht sind. Schließlich werden an der gleichen Polymerlösung noch Relaxationsmessungen für Schub- und Normalspannungen durchgeführt. Durch die Länge der „Subtangente“ der Relaxationskurven wird eine Relaxationszeit sowohl für die Schubspannung als auch für die erste Normalspannungsdifferenz definiert und daraus eine Relaxationszeit für die Gesamtspannung abgeleitet. Die Abhängigkeit dieser Größe vom Geschwindigkeitsgefälle stimmt in einem weiten Bereich gut mit einer weiteren Relaxationszeit überein, die man unter Zugrundelegung des Maxwell-Modells aus Schub- und Normalspannungsmessungen bei stationärer Scherung berechnen kann. Aus obigen Meßwerten wird die Orientierung des Spannungsellipsoids berechnet und u.a. gezeigt, daß diese beim Relaxationsvorgang nicht konstant bleibt, sondern die Richtung der größten Hauptspannung immer mehr in die Fließrichtung hinein gedreht wird. Dies läßt weitere Schlüsse auf die wirksamen Fließmechanismen zu.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 9
    ISSN: 1435-1528
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Description / Table of Contents: Zusammenfassung Ausrichtungs- und Aggregationseffekte in Kugelsuspensionen mit viskoelastischer Suspensionsflüssigkeit werden aufgezeigt. Bei einem Teil der Bilder handelt es sich um Mikroaufnahmen von ebenen Schichtenströmungen zwischen zwei Glasplatten. Die Kugeln richten sich in Strömungsrichtung aus und kommen einander näher. Bei Berührung verschwindet die Rotationsgeschwindigkeit der Kugeln. Diese Ausrichtung und Anlagerung wird auch in der Dehn- und Rohrströmung beobachtet. Der Orientierungsvorgang ist ein Normalspannungseffekt. Nicht die absolute Höhe der ersten Normalspannungsdifferenz, sondern das Verhältnis der ersten Normalspannungsdifferenz zur Schubspannung ist der wesentliche Parameter. Auf praktische Folgerungen wird kurz hingewiesen.
    Notes: Summary Photographs are presented which demonstrate the alignment and aggregation effects in suspensions of spheres in viscoelastic media. Pictures were taken from plane shear flows between two glass plates. The spheres line up in flow direction and come into contact. If the spheres touch, the rotation ceases. This alignment and association was also observed and photographed in elongational and in pipe flow. The alignment process could be related to normal stresses. A further observation is that the ratio of the first normal stress difference to the shear stress is the determining parameter. Practical aspects are mentioned.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 10
    Electronic Resource
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    Springer
    Rheologica acta 15 (1976), S. 271-276 
    ISSN: 1435-1528
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Type of Medium: Electronic Resource
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