Neuer Weltrekord an Genauigkeit für die medizinische Diagnostik
Abb. 1: Eigenentwicklung des Instituts für Medizintechnik: Gradiometerspule zum Empfang kleinster Magnetisierungssignale zur Absenkung der Nachweisgrenze (Abb.: Uni Lübeck)
Am Institut für Medizintechnik der Universität zu Lübeck wird ein neuartiges bildgebendes Verfahren für die Medizin erforscht, welches in Zukunft die Radiologie revolutionieren könnte. Gerade wurde ein neuer Weltrekord bei der Abbildung winzigster Mengen an Kontrastmittel aufgestellt.
Die Wissenschaftler berichten darüber in einer Fachveröffentlichung, die am 31. Juli 2017 in der renommierten Wissenschaftszeitschrift „Nature Scientific Reports“ erschienen ist.
Das seit 2007 am Institut für Medizintechnik erforschte Bildgebungsverfahren Magnetic Particle Imaging (MPI) nutzt die einzigartigen magnetischen Eigenschaften von gerade einmal 0,00001 Millimeter großen Eisenoxidteilchen, um dreidimensionale Bilder aus lebenden Organismen zu erzeugen.
Die winzigen Magnete, die etwa 50mal kleiner sind als die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes, werden dazu mit unbedenklichen Magnetfeldern angeregt. Unter geeigneter Anregung geben die Partikel charakteristische elektromagnetische Signale ab, aus denen dreidimensionale Bilder berechnet werden können. Die Methode sticht besonders durch ihre Echtzeitfähigkeit heraus und ist dabei nicht auf gesundheitsschädliche radioaktive Strahlung angewiesen.
Auf diesem Gebiet ist es den Forschern des Instituts für Medizintechnik in Kooperation mit ihren Kollegen vom Universitätsklinikum Eppendorf (UKE) in Hamburg gelungen, mit einer selbstentwickelten Instrumentierung einen neuen Weltrekord aufzustellen. Abbildung 1 zeigt die gradiometrische Empfangsspule und das simulierte magnetische Feldprofil.
In Abbildung 2 ist der experimentelle Aufbau zu sehen, in den die neue Empfangsspule integriert ist. Die Forscher konnten damit zum ersten Mal die unvorstellbar geringe Menge an Kontrastmittel von gerade einmal fünf Nanogramm (fünf Milliardstel = 0,000000005 Gramm) Eisen nutzen, um dreidimensionale Bilder zu erzeugen. Beim Nachweis der Partikel ohne Bildgebung reichte dem Team sogar ein Fünfundzwanzigstel der Menge aus, um Daten zu erhalten.
Die Möglichkeiten, die sich daraus für die biomedizinische Forschung ergeben, reichen von einer äußerst schonenden Diagnostik bis hin zur Verfolgung einzelner Zellen in Forschungsfragestellungen. In der Perspektive auf die klinische Anwendung des Verfahrens ergeben sich damit ungeahnte Möglichkeiten nicht nur zur Diagnostik, sondern auch bei der Aufklärung grundlegender biologischer Prozesse im Körper.
Publikation:
Matthias Graeser, Tobias Knopp, Patryk Szwargulski, Thomas Friedrich, Anselm von Gladiss, Michael Kaul, Kannan Krishnan, Harald Ittrich, Gerhard Adam und Thorsten M. Buzug: “Towards Picogram Detection of Superparamagnetic Iron-Oxide Particles Using a Gradiometric Receive Coil”, Nature – Scientific Reports, DOI:10.1038/s41598-017-06992-5
https://www.nature.com/articles/s41598-017-06992-5
http://www.imt.uni-luebeck.de/institute.html
Media Contact
Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik
Kennzeichnend für die Entwicklung medizintechnischer Geräte, Produkte und technischer Verfahren ist ein hoher Forschungsaufwand innerhalb einer Vielzahl von medizinischen Fachrichtungen aus dem Bereich der Humanmedizin.
Der innovations-report bietet Ihnen interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Bildgebende Verfahren, Zell- und Gewebetechnik, Optische Techniken in der Medizin, Implantate, Orthopädische Hilfen, Geräte für Kliniken und Praxen, Dialysegeräte, Röntgen- und Strahlentherapiegeräte, Endoskopie, Ultraschall, Chirurgische Technik, und zahnärztliche Materialien.
Neueste Beiträge
Überlebenskünstler im extremen Klima der Atacama-Wüste
Welche Mikroorganismen es schaffen, in den extrem trockenen Böden der Atacama-Wüste zu überleben, und welche wichtigen Funktionen sie in diesem extremen Ökosystem übernehmen – zum Beispiel bei der Bodenbildung –,…
Hoffnung für Behandlung von Menschen mit schweren Verbrennungen
MHH-Forschende entwickeln innovatives Medikament, um die Abstoßung von Spenderhaut-Transplantaten zu verhindern. Wenn Menschen schwere Verbrennungen erleiden, besteht nicht nur die Gefahr, dass sich die Wunde infiziert. Der hohe Flüssigkeitsverlust kann…
Neue Erkenntnisse zur Blütezeit-Regulation
Einfluss von Kohlenstoff- und Stickstoff-Signalwegen auf Blütenrepressoren bei Arabidopsis. In einer aktuellen Publikation in der Fachzeitschrift Plant Physiology hat ein internationales Forschungsteam, dem unter anderem Dr. Justyna Olas als eine…