Diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie : Entwicklung von Messverfahren zur Analyse von Perfusions- und Restriktionseffekten

Die in vivo Diffusionsbildgebung ist ein komplexer Prozess, in dem der anscheinende Diffusionskoeffizient (ADC) unter Annahme freier Diffusion berechnet wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Methoden entwickelt, die eine differenziertere Analyse der mikroskopischen Prozesse in der Diffusionsbildgebung erm¨oglichen. An einem 1,5T Ganzkörper-Tomographen wurde der im gesunden Pankreas gemessene Signalabfall durch die Parameter f und D der inkohärenten Bewegungstheorie (IVIM) quantifiziert. Mit einer pulssequenzbasierten Blutunterdrückung wurde der Perfusionsanteil f signifikant vermindert, wodurch der Einfluss der Perfusion auf das Diffusionsexperiment erstmals im Menschen bewiesen werden konnte. Es konnte außerdem gezeigt werden, dass f im Pankreaskarzinom signifikant reduziert ist (f = 8,6 ± 4,6% im Tumor vs. f = 25,0 ± 6,2% im gesunden Pankreas), wohingegen sich der Diffusionskoeffizient D kaum ¨andert (D = 1,15 ± 0,22 μm2 ms vs. D = 1,13 ± 0,46 μm2 ms ). Dadurch ermöglicht f eine bessere Differenzierung des Pankreaskarzinoms (P < 0,05) als der konventionelle ADC. Des Weiteren wurde ein Algorithmus für die Optimierung der Diffusionswichtungen (b-Werte) entwickelt, der die Stabilität des IVIM-Fits sowohl in Monte-Carlo-Simulationen als auch in in vivo Experimenten signifikant erhöht. Mit einem 9,4T MR-Tierscanner und einem Kryo-Spulensystem konnten Restriktionseffekte durch die Kurtosis-Bildgebung bei hohen b-Werten identifiziert werden. So war die anscheinende Kurtosis Kapp, die ein Maß für die Abweichung von der gaußschen Diffusion darstellt, im ischämischen Gewebe einer Maus 24 h nach Verschluss der Koronararterie (MCAo) im Vergleich zum gesunden kontralateralen Gewebe signifikant erhöht (Kapp = 1,25±0,10 vs. Kapp = 0,71±0,07). Die Ergebnisse der zum ersten Mal gemessenen Diffusionszeitabhängigkeit Kapp(Θ) und Dapp(Θ) weisen auf eine wesentliche Änderung der Zellrestriktionen bei Ischämie hin. Zudem bestätigten Untersuchungen von Schlaganfallpatienten an einem 3T Humanscanner die erhöhte Kurtosis im ischämischen Gewebe, wodurch die Möglichkeiten einer zusätzlichen Differenzierung innerhalb der Läsion deutlich wurden

Im Osten nichts Neues? Beobachtungen zu Ambrosia artemisiifolia an den Straßenrändern der Niederlausitz

Ambrosia ist seit den 1970er Jahren im Raum Drebkau auf Agrarflächen bekannt. Durch Strukturveränderungen in der Landwirtschaft nach der Wende im ostdeutschen Raum konnte sich der Neophyt in der Niederlausitz auf vielen weiteren landwirtschaftlichen Flächen etablieren. Von diesen Flächen aus gelangte die Art vermutlich mit Agrarmaschinen an die Straßenränder und hatte bereits 2006 in der Region umfangreiche Straßenrandvorkommen aufgebaut. Diese Bestände wurden im Zeitraum 2008 bis 2012 jährlich in einem 250 km großen Straßennetz kartiert. Die Auswertungen zeigen für diesen Zeitraum eine deutliche Zunahme der Ambrosiavorkommen entlang der Straßenränder (um 57 %) und geben Hinweise darauf, dass die Intensität des Straßenverkehrs auf lokaler Ebene Einfluss nimmt auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ambrosia im Straßennetz. Insbesondere die verkehrsreichen Bundes- und Landesstraßen zeigten hohe Ambrosia-Zuwachsraten, während Kreisstraßen und sonstige kleine Straßen weniger hohe Zuwächse aufwiesen. Beobachtet wurde ebenfalls, dass kleine Initialvorkommen von Ambrosia entlang vielbefahrener Bundes- und Landstraßen schnell zu größeren Beständen verschmolzen bzw. sich zu Linien- und Dominanzbeständen verdichteten.Stichwörter: Beifuß-Ambrosie, invasive Art, sekundäre Ausbreitung, Straßenkorridor, StraßenverkehrAll quiet in the east? Observation of Ambrosia artemisiifolia along roads in the region of Niederlausitz in East GermanyIn the area of Drebkau, common ragweed has been known on agricultural land since the 1970s. The structural changes in agriculture within eastern Germany in the wake of reunification facilitate common ragweed to become established on many other agricultural fields in Lower Lusatia. It was then presumably dispersed from the fields to the roadsides by agricultural machines. In 2006 it has already built up considerable roadside populations within the region. These populations were mapped annually in a 250 km road network for the period 2008 to 2012. The analysis for this period shows a significant increase in common ragweed populations along the roadsides by 57 % and it gives evidence that road traffic intensities probably have a decisive influence on the dispersal speed of common ragweed within the road network. In particular, the busy A-roads and state roads have high common ragweed growth rates, while district roads and other small roads recorded growth to a lower extent. It was also observed that small initial populations along busy A-roads and state roads merge quickly to larger populations or expand to linear and dominance populations.Keywords: common ragweed, invasive plant, road corridor, road traffic, secondary dispersa