Magnetic Particle Imaging (MPI): Sicherheitsmessungen gängiger, interventionell verwendeter Materialien mit gezieltem Focus auf die Materialerwärmung

Ziele: Magnetic Particle Imaging (MPI) beruht auf nicht-linearer Magnetisierungscharakteristik von Eisenoxid-Partikeln im Wechselmagnetfeld. Das Verfahren bietet eine hohe örtliche und zeitliche Auflösung bei Verzicht auf ionisierende Strahlung und ist deshalb speziell für kardiovaskuläre Interventionen interessant. Bezüglich der Sicherheit von interventionellen Materialien im MPI liegen bislang keine Erkenntnisse vor. Ziel dieser Studie ist die Evaluation gängiger interventionell verwendeter Materialien hinsichtlich ihres Temperaturverhaltens im MPI-Wechselmagnetfeld. Methode: Verschiedene Führungsdrähte, Katheter und ein Nitinol beschichteter Stent in versch. Entfaltungsstadien wurden in einem Phantom im Zentrum des MPI-Scanners platziert. Drei fiberoptische Sonden entlang der Devices wurden zur Temperaturmessung positioniert. Anschließend erfolgte bei einer Feldstärke von 10mT/µ0 und einer Frequenz von ca. 25 kHz die Ausrichtung im Magnetfeld in allen 3 Achsen. Das Temperaturmonitoring erfolgte kontinuierlich. Zusätzlich wurde die Darstellung mittels Wärmebildkamera und die gemessene MPI-Signalintensität dokumentiert. Ergebnis: Die nitinolhaltigen Devices zeigten keine Erwärmung und kein MPI-Signal. Eine ausschließlich punktuelle, jedoch materialabhängige Erwärmung (bis 84°C) der ferromagnetischen Materialien war innerhalb des FOV nachweisbar. Interessanterweise wurde für zwei signalgebende Devices keine Erhitzung trotz messbarem MPI-Signal festgestellt. Der Stent zeigte abhängig vom Entfaltungsstadium ein unterschiedliches Temperaturverhalten mit einer maximalen Erwärmung auf 32 °C bei 30% Entfaltung. Schlussfolgerung: Nitinolhaltige Materialien scheinen hinsichtlich der Sicherheit die beste Eignung für mögliche MPI-gestützte Interventionen aufzuweisen. Materialien mit ferromagnetischen Eigenschaften sind aufgrund ihres z.T. deutlichen Erwärmungsverhaltens weniger geeignet. Insgesamt muss die Erwärmung jedoch zusätzlich im Blutfluss-Gefäßmodell durchgeführt werden um den Cooling-Effekt zu berücksichtigen.