TY - JOUR
T1 - Eisenoxidnanopartikel für Magnetic Particle Imaging (MPI)
AU - Haegele, J.
AU - Vogt, F. M.
AU - Barkhausen, J.
AU - Buzug, T. M.
AU - Lüdtke-Buzug, K.
PY - 2012/5
Y1 - 2012/5
N2 - Ziele: Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein neues dreidimensionales Bildgebungsverfahren, das mittels Magnetfeldern die räumliche Verteilung von superparamagnetischen Eisenoxidnanopartikeln (SPIOs) quantitativ messen kann. Aufgrund seiner extrem hohen Sensitivität und der hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung ist MPI für molekulare Bildgebung, z.B. Malignomdiagnostik, aber auch dynamische Messungen, z.B. Myokardperfusion, ideal. Die Bildqualität ist jedoch in hohem Maße abhängig von den Eigenschaften der Nanopartikel. In dieser Studie werden verschiedene SPIOs auf ihre Eignung als MPI-Tracer getestet. Methode: Zur Evaluation der Leistung wurden die Spektrale-Signalstärke (SSS) und die Total Harmonic Distorsion (THD) von vier verschiedenen kommerziell erhältlichen SPIOs (Resovist, Sinerem, Endorem und Lumirem) und selbstentwickelten, dextranumhüllten SPIOs mittels einem Magnetic-Particle-Spectrometer (MPS) bestimmt. Die Amplitude des Wechselmagnetfeldes betrug 20mT, die Frequenz 25kHz. Ergebnis: Die selbstentwickelten SPIOs zeigten die besten Ergebnisse, jedoch ohne signifikanten Unterschied zu Resovist (THD -26,6 vs. -36,1 dB, durchschnittliche SSS 5,8×10–7 vs. 3,3×10–7 Am2Hz-1, p=0,75). Sinerem (THD -47.6 dB, SSS 4.8×10–8 Am2Hz-1) und Endorem (THD -56.8 dB, SSS 1.64×10–8 Am2Hz-1) zeigten dagegen jedoch signifikant schlechtere Signaleigenschaften. Lumirem erzeugte kein messbares Signal. Die unterschiedlichen Signaleigenschaften entstehen aufgrund unterschiedlicher Eisenkerngrößen und dem Vorliegen von SPIO-Aggregaten. Schlussfolgerung: Sowohl Resovist als auch die selbstentwickelten SPIOs sind für MPI geeignet. Im Vergleich zum idealen Tracer zeigt sich jedoch noch viel Verbesserungspotential. Diese Ergebnisse stellen aber einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur Synthetisierung eines idealen MPI-Tracers dar. Hier stehen die Optimierung der Kerngröße, die homogene Größenverteilung sowie das Verständnis der Signalbeeinflussung durch Aggregatbildung im Vordergrund.
AB - Ziele: Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein neues dreidimensionales Bildgebungsverfahren, das mittels Magnetfeldern die räumliche Verteilung von superparamagnetischen Eisenoxidnanopartikeln (SPIOs) quantitativ messen kann. Aufgrund seiner extrem hohen Sensitivität und der hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung ist MPI für molekulare Bildgebung, z.B. Malignomdiagnostik, aber auch dynamische Messungen, z.B. Myokardperfusion, ideal. Die Bildqualität ist jedoch in hohem Maße abhängig von den Eigenschaften der Nanopartikel. In dieser Studie werden verschiedene SPIOs auf ihre Eignung als MPI-Tracer getestet. Methode: Zur Evaluation der Leistung wurden die Spektrale-Signalstärke (SSS) und die Total Harmonic Distorsion (THD) von vier verschiedenen kommerziell erhältlichen SPIOs (Resovist, Sinerem, Endorem und Lumirem) und selbstentwickelten, dextranumhüllten SPIOs mittels einem Magnetic-Particle-Spectrometer (MPS) bestimmt. Die Amplitude des Wechselmagnetfeldes betrug 20mT, die Frequenz 25kHz. Ergebnis: Die selbstentwickelten SPIOs zeigten die besten Ergebnisse, jedoch ohne signifikanten Unterschied zu Resovist (THD -26,6 vs. -36,1 dB, durchschnittliche SSS 5,8×10–7 vs. 3,3×10–7 Am2Hz-1, p=0,75). Sinerem (THD -47.6 dB, SSS 4.8×10–8 Am2Hz-1) und Endorem (THD -56.8 dB, SSS 1.64×10–8 Am2Hz-1) zeigten dagegen jedoch signifikant schlechtere Signaleigenschaften. Lumirem erzeugte kein messbares Signal. Die unterschiedlichen Signaleigenschaften entstehen aufgrund unterschiedlicher Eisenkerngrößen und dem Vorliegen von SPIO-Aggregaten. Schlussfolgerung: Sowohl Resovist als auch die selbstentwickelten SPIOs sind für MPI geeignet. Im Vergleich zum idealen Tracer zeigt sich jedoch noch viel Verbesserungspotential. Diese Ergebnisse stellen aber einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur Synthetisierung eines idealen MPI-Tracers dar. Hier stehen die Optimierung der Kerngröße, die homogene Größenverteilung sowie das Verständnis der Signalbeeinflussung durch Aggregatbildung im Vordergrund.
UR - https://www.researchgate.net/publication/262763813_Eisenoxidnanopartikel_fur_Magnetic_Particle_Imaging_MPI?opdsd=1
U2 - 10.1055/s-0032-1311011
DO - 10.1055/s-0032-1311011
M3 - Zeitschriftenaufsätze
VL - VO101_3
JO - RöFo
JF - RöFo
ER -
