Neues bildgebendes Verfahren ohne radioaktive Marker

Würzburg – Ein Team aus Physikern und Medizinern der Julius-Maximilians-Universität Würzburg hat ein neues bildgebendes Verfahren zur Abbildung von Prozessen im menschlichen Körper erprobt und für die Praxis anwendbar gemacht.

Das Magnetic Particle Imaging (MPI) erlaubt es unter anderem, dynamische Abläufe im menschlichen Körper wie den Blutfluss zu visualisieren (Scientific Reports,2023; DOI: 10.1038/s41598-023-37351-2).

Das MPI beruht auf dem Nachweis von magnetischen Nanopartikeln. Diese kommen im menschlichen Körper natürlicherweise nicht vor. Sie werden für das bildgebende Verfahren daher als Marker verabreicht.

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 mithilfe von externen Magnetfeldern gezielt manipuliert, wodurch nicht nur ihre Anwesenheit, sondern auch ihre räumliche Position im menschlichen Körper detek­tiert werden kann“, sagte Patrick Vogel vom Physikalischen Institut der Universität.

Bereits 2005 konnte das Unternehmen Philips erste Bilder über diesen neuartigen Ansatz in einem kleinen Demonstrator zeigen, der allerdings nur Proben von wenigen Zentimetern Größe aufnehmen konnte. Eine Arbeitsgruppe um Volker Behr und Patrick Vogel fand 2018 einen Weg, die komplexen Magnetfelder, die für die Bildgebung erforderlich sind, in einem handhabbaren Design umzusetzen.

In einem mehrjährigen, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsprojekt gelang es den Wissenschaftlern, das neuartige Konzept in einem MPI-Scanner umzusetzen.

Eine Arbeitsgruppe um Thorsten Bley und Stefan Herz der interventionellen Radiologie des Würzburgers Universitätsklinikums führte damit Messungen an einem realistischen Gefäßphantom durch und bewerteten die ersten Bilder.

„Das ist ein erster wichtiger Schritt hin zu einer strahlenfreien Intervention. MPI hat das Potenzial, diesen Bereich nachhaltig zu verändern“, so Herz.

hil