Messunsicherheit von ELISA-Konzentrationsschätzungen in der Biochemie:
Es wurde ein statistisches Verfahren entwickelt, das die Schätzung von Analytkonzentrationen und dazugehörigen
Unsicherheiten bei der Durchführung von Fluoreszenz Sandwich ELISAs ermöglicht. Sandwich ELISAs werden
beispielsweise zum Nachweis von Infektionen, Hormonen oder Drogen eingesetzt. Anhand von Daten einer
internationalen Vergleichsstudie wurde gezeigt, dass das entwickelte
Bayessche Verfahren allgemein anwendbar ist und deutlich zuverlässigere Unsicherheiten liefert als bisher angewandte
Verfahren. Schätzungen verschiedener ELISAs und verschiedener Labore dieser Studie sind untereinander konsistenter als
bisher angenommen, welches auf die Korrektheit der berechneten Konzentrationen, der bestimmten Unsicherheiten, und der
entwickelten Methode deutet.
Präsentation: Bayesian Analysis of an International ELISA Comparability
Study. Advanced Mathematical and Computational Tools in Metrology and Testing (AMCTM), 2011 (Göteborg)
Präsentation: Bayesian uncertainty analysis of an international
ELISA comparability study. Eurachem workshop, 2011 (Lisbon)
Präsentation:
Bayesian Concentration Estimation from ELISA Measurements* (0.8 MB), 255. PTB-Seminar,
Emerging Topics in Mathematics for Metrology - From Measurement Uncertainty
to Metrology of Complex Systems (MATHMET) 2010 (Berlin)
Poster: Measurement Uncertainty of ELISA Concentration Estimates in Biochemistry.
International Society for Bayesian Analysis (ISBA) conference 2010 (Benidorm)
Bayessche Trennung von Varianzkomponenten für Druckmessungen:
- Betrachtet wird eine instabile Messgröße. Zu ni verschiedenen Zeitpunkten wird diese durch (dieselben) nj Geräte oder Labore gemessen.
- Mit dem Ziel der Charakterisierung der Gerätevariabilitäten (getrennt von der Variabilität der Messgröße), formulieren wir ein heteroskedastisches lineares Modell (oder alternativ als nj-variate Normalverteilung). Ein Bayesscher Ansatz ermöglicht unter Verwendung des nichtinformativen Jeffreys-Prior die Bestimmung der ganzen Verteilung aller Varianzparameter.
- Die geschätzten Gerätevariabilitäten sind robust und erheblich kleiner als die beobachteten Varianzen der Messwerte.
- Angewandt auf Vakuummessgeräte, die an der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) kalibriert werden, wird das Potenzial der Trennung von Varianzkomponenten demonstriert, insbesondere für wiederholte simultane Messung einer instabilen Messgröße
Publikation: Klauenberg, K., Jousten, K., and Elster, C. (2012). Bayesian variance separation under heteroscedasticity. Application to an unstable measurand. In Pavese, F., Br, M., Filtz, J.-R., Forbes, A. B., Pendrill, L., and Shirono, H., editors, Advanced Mathematical and Computational Tools in Metrology
and Testing, volume 9 of Series on Advances in Mathematics for Applied
Sciences vol. 84, pages 224–31, Singapore. World Scientific.
Präsentation: Bayesian Variance Separation Under Heteroscedasticity – Application to an Unstable Pressure Measurand. Advanced Mathematical and Computational Tools in Metrology
and Testing (AMCTM), 2011 (Göteborg) and European Network for Business and Industrial Statistics (ENBIS) conference , 2011 (Coimbra)
Präsentation: Bayessche Trennung von Varianzkomponenten für Druckmessungen. 5. Fachtagung ”Messunsicherheit praxisgerecht bestimmen”, 2011 (Erfurt)
Kurzbeschreibung:
Eisbohrkerne konservieren wertvolle Informationen über Klima und Umwelt der Vergangenheit.
Um diese Informationen interpretieren zu können, ist es entscheidend Eisbohrkerne zu datieren,
d.h. die Tiefe mit einer Zeitspanne in Verbindung zu setzen. Existierende Datierungsmethoden
können wie folgt kategorisiert werden: 1) Auszählung der Jahresschichten saisonaler Signale,
2) glaziologische Modellierung zugrunde liegender Prozesse wie Schneeakkumulation und plastische
Verformung des Eises, 3) Vergleich mit anderen datierten Aufzeichnungen, oder 4) eine
Kombination dieser Methoden. Keine der Methoden profitiert zur Zeit von einer statistischen
Modellbildung.
Innerhalb eines Bayesschen Rahmens wird erstmals die Verknüpfung glaziologischer und
statistischer Modelle erforscht. Durch eine Formalisierung der Unsicherheiten in glaziologischen
Beziehungen kann die Datierungsunsicherheit abgeleitet werden. Dieser Ansatz wird auf die
Datierung antarktischer Eisbohrkerne angewandt und mit unabhänigen Datierungen durch Auszählung
von Jahresschichten verglichen. Zum ersten Mal wird der Einfluss der Unsicherheit aus der
Datierungsmethode auf Chronologien von Eisbohrkernen untersucht. Dies liefert der angewandten
Forschungsgemeinschaft wertvolle Einsichten.
Publikation:
Klauenberg, K., Blackwell, P., Buck, C., Mulvaney, R., Röthlisberger, R., and Wolff, E. W. (2011).
Bayesian Glaciological Modelling to Quantify Uncertainties in Ice Core Chronologies.Quaternary Science Reviews. 30(21–22):2961–75. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277379111000801*.
Quantifying Uncertainty on the Chronologies of Palaeoclimate Reconstructions from Ice Cores,
RSS Meeting: Palaeoclimates and associated statistical methods 2009 (University of Sheffield)
Kurzbeschreibung: Zahnzementannulation (TCA) ist der Prozess der geschichteten Bildung
von Zahnzement an der Wurzel von Zähnen und kann bei Menschen zur Schätzung des Individualalters genutzt werden.
Hierzu werden mikroskopische Aufnahmen von dünnen Querschnitten der menschlichen Zahnwurzel angefertigt (sogenannte
TCA-Aufnahmen), in denen die vermutlich jährlich gebildeten Zuwachslinien als dunkle und helle Bänder erscheinen.
(Kagerer and Grupe [2001]) Bisher wurden die dunklen Zuwachslinien (Zahnringe) optisch am Mikroskop oder am (digitalen)
Bild ausgezählt, um eine Altersschätzung abzuleiten. Ein Algorithmus zur automatischen Auswertung der TCA-Aufnahmen ist
von großer Bedeutung, da Forschungsarbeiten, die manuelle Zählungen verwendeten, zu widersprüchlichen Resultaten führten.
In der vorliegenden Arbeit wurde das erste Modell-basierte Verfahren zur Auswertung von TCA-Aufnahmen entwickelt. Hierzu
wurden TCA-Aufnahmen als sogenanntes 'hidden Markov random field' modelliert, welches weitreichende Abhängigkeiten der
beobachteten Grauwerte mithilfe eines Filter-basierten Modells einbezieht. Dieses Modell kann menschliches Sehen nachahmen,
indem es die periodische Platzierung der Zahnringe nachbildet. Die Anwendung auf TCA-Aufnahmen erzielte konkurrenzfähige,
zum Teil sogar bessere, Ergebnisse verglichen mit den manuellen Schätzungen. Diese Arbeit stellt daher ein wertvolles Hilfsmittel
dar für weitere anthropologische sowie paläodemografische Forschungsarbeiten an und mit der TCA-Methode.
Diplommathematik mit Nebenfach Informatik an der Uni Rostock (1997-2002)
Wahlpflichtbereich: Algebra
Kernbereich: Numerische Mathematik und Diskrete Mathematik
Diplomarbeit: Über die Existenz von Pairwise Balanced Designs
PBD(30,{4,5,7,8})
hervorgegangene Publikation: Grüttmüller, M. and K.
Streso:On the existence of a
PBD(30,{4,5,7,8*}).Journal of Combinatorial Designs 12 (4), 271-278
(2004). (preprint*, 345 kB)
SUPRAnet* -
Studying Uncertainty in Palaeoclimate Reconstruction: a network
(Mitberichterstatter der Session Evidence from lake sediments, marine
sediments, and ice cores 2008)
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