Physikern ist es gelungen, eine neue bildgebende Technik reif für den Einsatz am Menschen zu machen. Magnetic Particle Imaging benötigt weder radioaktive Marker noch Strahlen. Radiologen sprechen von einer Revolution.
Einem Team aus Physikern und Medizinern der Universität Würzburg ist es gelungen, eine neue bildgebende Technologie reif für den Einsatz am Menschen zu machen. Magnetic Particle Imaging (MPI) ist strahlenfrei und leicht transportabel. Mit dem Scanner ist es unter anderem möglich, dynamische Abläufe im menschlichen Körper, wie den Blutfluss, zu visualisieren.
MPI ist eine Technik, die auf der direkten Visualisierung von magnetischen Nanopartikel basiert, die als Marker verabreicht werden. „Wie auch bei der Positronen-Emissions-Tomographie, die auf die Gabe von radioaktiven Substanzen als Marker angewiesen ist, hat diese Methode den großen Vorteil, empfindlich und schnell zu sein, ohne dabei störende Hintergrundsignale von Gewebe oder Knochen zu sehen“, erklärt Physiker Prof. Volker Behr.
MPI basiert dabei nicht auf der Detektion von Gammastrahlen eines radioaktiven Markers, sondern auf dem Antwortsignal der magnetischen Nanopartikel auf sich zeitlich verändernde Magnetfelder. „Dabei wird die Magnetisierung von Nanopartikeln mit Hilfe von externen Magnetfeldern gezielt manipuliert, wodurch nicht nur ihre Anwesenheit, sondern auch ihre räumliche Position im menschlichen Körper detektiert werden kann“, erklärt Erstautor Patrick Vogel.
Die MPI-Idee ist nicht neu. Bereits 2005 konnten erste Bilder mit einem Demonstrator erzeugt werden, die allerdings nur Proben von wenigen Zentimetern Größe aufnahmen. Die Entwicklung von Geräten, die sich zur Untersuchung von Menschen eigneten, erwies sich schwieriger als gedacht und führte zu großen, schweren und teuren Konstruktionen. In einem mehrjährigen Projekt gelang es den Wissenschaftlern, das neuartige Konzept in einem gezielt für die Intervention entwickelten MPI-Scanner (iMPI) umzusetzen, der kompakter im Design ist.
Der iMPI-Scanner ist klein und portabel. Das ist ein erster wichtiger Schritt hin zu einer strahlenfreien Intervention. Credit: Patrick Vogel / Stefan Herz
„Unser iMPI-Scanner ist so klein und leicht, dass man ihn fast überall mitnehmen kann“, erklärt Vogel. Diese Mobilität des Scanners zeigten die Autoren in einer simultanen Echtzeitmessung im Vergleich mit einem speziellen Röntgengerät aus der Angiographie. Ein Radiologen-Team führte die Messungen an einem realistischen Gefäßphantom durch und bewertete die ersten Bilder. „Das ist ein erster wichtiger Schritt hin zu einer strahlenfreien Intervention. MPI hat das Potential diesen Bereich nachhaltig zu verändern“, so Radiologe Dr. Stefan Herz.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung der Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Die Originalpublikation findet ihr hier.
Bildquelle: Stormseeker, unsplash.
