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Forschungsbericht 2017
(2017)
Volumetric representations of autoradiographic and histological images gain ever more interest as a base to interpret data obtained with /spl mu/-imaging devices like microPET. Beyond supporting spatial orientation within rat brains especially autoradiographic images may serve as a base to quantitatively evaluate the complex uptake patterns of microPET studies with receptor ligands or tumor tracers. They may also serve for the development of rat brain atlases or data models, which can be explored during further image analysis or simulation studies. In all cases a consistent spatial representation of the rat brain, i.e. its anatomy and the corresponding quantitative uptake pattern, is required. This includes both, a restacking of the individual two-dimensional images and the exact registration of the respective volumes. We propose strategies how these volumes can be created in a consistent way and trying to limit the requirements on the circumstances during data acquisition, i.e. being independent from other sources like video imaging of the block face prior to cutting or high resolution micro-X-ray CT or micro MRI.
Forschungsbericht 2016
(2016)
Forschung 2019
(2019)
Durch das in Paris beschlossene Ziel, die globale mittlere Temperatur auf deutlich unter 2 Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, ist ein Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger und Rohstoffe bis zum Jahr 2050 notwendig (WBGU 2016).
Daher hat sich die Bundesregierung das Ziel gesetzt, bis zur Mitte des Jahrhunderts eine weitgehende Treibhausgasneutralität zu erreichen. Hierzu ist neben einer Steigerung der Energieeffizienz in allen Sektoren ein Ausbau erneuerbaren Energien notwendig. Dies beinhaltet hauptsächlich den Zubau von Wind‐ und Solarstromanlagen. Somit gewinnt die Sektorkopplung immer mehr an Bedeutung und wird in Zukunft eine tragende Rolle für die Defossilisierung des Energiesystems spielen (BMUB 2016). Als zentrales Element der Sektorkopplung gilt Strom, der über Power‐to‐X (PtX) sowohl energetisch im Wärme‐, und Verkehrssektor als auch stofflich in der Industrie und vor allem im Chemiesektor eingesetzt werden kann (Ausfelder et al. 2018a). Im Rahmen des P2X‐Vorhabens der Kopernikus Forschungsinitiative wird die Sektorkopplung durch die Umwandlung von Strom mittels elektrochemischer Prozesse in stoffliche Ressourcen wie Wasserstoff, Synthesegas oder Kohlenstoffmonoxid untersucht. Der Schwerpunkt liegt auf der Betrachtung der Kopplung von Strom und Verkehr sowie Strom und Chemie und der Untersuchung von Prozessen und Pfaden, die aus ökologischer, ökonomischer und gesellschaftlicher Sicht vorteilhaft sind. Eine vergleichende Einordnung in den Gesamtkontext der Energiewende mit Abwägung zahlreicher Alternativen und Konkurrenztechnologien ist dort allerdings nicht vorgesehen. Zudem werden einige relevante PtX‐Technologien wie Power‐to‐Heat nicht betrachtet. Aus diesem Grund wurden in SPIKE ergänzende PtX‐Technologiepfade aus systemanalytischer Sicht untersucht. Dies sind Power‐to‐Heat (PtH) und Power‐to‐Gas (PtG) über Elektrolyse und optionaler anschließender Methanisierung sowie die Herstellung ausgewählter Pfade der strombasierten Herstellung von Produkten der energieintensiven Industrie. Ziel des Forschungsvorhabens war die Analyse von PtX‐Technologien und Pfaden, deren vergleichende Einordnung im Gesamtkontext der Energiewende sowie die Unterstützung des P2X Roadmapping Prozesses und die Ableitung von Handlungsempfehlungen. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf dem Einsatz von PtX im Industriesektor. Für das Vorhaben wurden Arbeitspakete (AP) erstellt, die Untersuchungen zu Technologie, Potenzial, Ökonomie und Ökologie von PtH (AP 1), PtG (AP 2), Power‐to‐Ammoniak, Power‐to‐Ethen und Power‐to‐Propen (AP 3) umfassten. Daraus wurde in AP 4 ein Systemvergleich mit Einordnung von PtX in die Energiewende durchgeführt. Auf dieser Basis und der Identifizierung regulatorischer Rahmenbedingungen für PtX (AP 5) wurde das deutsche Energiesystem samt PtX‐Pfaden in einem Energiesystemmodell abgebildet (AP 6). Die Ergebnisse flossen in das Roadmapping ein (AP 7). Zudem erfolgte ein Austausch mit den Projektpartnern und das Verfassen wissenschaftlicher Abhandlungen (AP 8).
Quantification of growth in experimental F98 and C6 rat brain tumours was performed on 51 rat brains, 17 of which have been further assessed by 3D tumour reconstruction. Brains were cryosliced and radio-labelled with a ligand of the peripheral type benzodiazepine-receptor (pBR), 3H-Pk11195 [(1-(2-chlorophenyl)-N-methyl-N-(1-methyl-propylene)-3-isoquinoline-carboxamide)] by receptor autoradiography. Manually segmented and automatically registered tumours have been 3D-reconstructed for volumetric comparison on the basis of 3H-Pk11195-based tumour recognition. Furthermore automatically computed areas of −300 μm inner (marginal) zone as well as 300 μm and 600 μm outer tumour space were quantified. These three different regions were transferred onto other adjacent slices that had been labelled by receptor autoradiography with the A1 Adenosine receptor (A1AR)-ligand 3H-CPFPX (3H-8-cyclopentyl-3-(3-fluorpropyl)-1-propylxanthine) for quantitative assessment of A1AR in the three different tumour zones. Hence, a method is described for quantifying various receptor protein systems in the tumour as well as in the marginal invasive zones around experimentally implanted rat brain tumours and their representation in the tumour microenvironment as well as in 3D space. Furthermore, a tool for automatically reading out radio-labelled rat brain slices from auto radiographic films was developed, reconstructed into a consistent 3D-tumour model and the zones around the tumour were visualized. A1AR expression was found to depend upon the tumour volume in C6 animals, but is independent on the time of tumour development. In F98 animals, a significant increase in A1AR receptor protein was found in the Peritumoural zone as a function of time of tumour development and tumour volume.
3D rat brain tumors
(2005)