Magnetpartikelbildgebung
Neue Bildgebung erstmals am Menschen getestet
Vor 131 Jahren hatte der Physiker Wilhelm Conrad Röntgen in Würzburg erstmals Röntgenstrahlung genutzt, um die Hand seiner Frau zu durchleuchten. Nun waren es abermals Forschende aus Würzburg, die eine neue Bildgebung testeten: Einer von ihnen hielt seinen Arm für die neue Methode hin – die Magnetpartikelbildgebung (MPI).
Forschende der Julius-Maximilians-Universität Würzburg und des Universitätsklinikums Würzburg haben erstmals die Magnetpartikelbildgebung (MPI) am Menschen eingesetzt. Das neuartige Verfahren ermöglicht eine strahlungsfreie Darstellung von Blutgefäßen in Echtzeit und könnte künftig neue Möglichkeiten für diagnostische und interventionelle Eingriffe eröffnen. In einer Machbarkeitsdemonstration stellten die Forschenden Gefäße im Arm des Physikers Dr. Patrick Vogel dar – dieser war einer der Forschenden selbst.
„Wenn man eine neue Bildgebung erstmals am Menschen erprobt, möchte man natürlich selbst erfahren, wie sich das anfühlt. Für mich war es daher selbstverständlich, auch als erster Proband zur Verfügung zu stehen“, berichtet Vogel, der maßgeblich an der Entwicklung der Technologie beteiligt war.
Gefäße im Arm sichtbar gemacht
In der Studie, die momentan als Peer-Review-Artikel zu lesen ist, injizierten die Forschenden klinisch zugelassene Eisenoxid-Nanopartikel und erfassten deren Verteilung mit dem speziell entwickelten MPI-Scanner. Zum Vergleich führten sie zusätzlich eine digitale Subtraktionsangiografie (DSA) durch, die derzeitige Standardmethode zur Gefäßdarstellung mittels Röntgenstrahlung.
Mithilfe der MPI konnten sowohl oberflächliche als auch tiefere Venen des Arms einschließlich ihrer Verzweigungen dargestellt werden. Die Bildrate lag bei zwei Bildern pro Sekunde und damit im Bereich etablierter angiografischer Verfahren.
„Die Bilder zeigen, dass wir die relevanten Gefäßstrukturen und den Blutfluss in Echtzeit darstellen können“, erklärt der Radiologe Dr. Viktor Hartung vom Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie des Universitätsklinikums Würzburg. „Das eröffnet perspektivisch neue Möglichkeiten für interventionelle Eingriffe – ohne Strahlenbelastung.“
Nanopartikel statt Strahlung
Die Magnetpartikelbildgebung gehört zu einer neuen Generation bildgebender Verfahren und nutzt weder Röntgenstrahlung noch radioaktive Tracer. Stattdessen werden winzige magnetische Eisenoxid-Nanopartikel als Kontrastmittel in die Blutbahn injiziert und anschließend mithilfe spezieller Magnetfelder bildlich dargestellt.
Ein entscheidender Vorteil: Das Verfahren registriert ausschließlich die Nanopartikel selbst, während das umliegende Gewebe kein Hintergrundsignal erzeugt. Dadurch entstehen auch ohne ionisierende Strahlung besonders kontrastreiche Bilder mit hoher zeitlicher Auflösung.
Meilenstein nach zwei Jahrzehnten Forschung
Die erste Anwendung am Menschen markiert für die Würzburger Forschenden einen wichtigen Meilenstein nach rund 20 Jahren Entwicklungsarbeit, in denen sie physikalische Grundlagen erforschten, experimentelle Scanner bauten und die Technologie schrittweise in ein klinisches Umfeld überführten.
„Dass wir diese Technologie nun erstmals am Menschen demonstrieren konnten, ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur klinischen Anwendung der Magnetpartikelbildgebung“, betont Vogel. „Damit zeigen wir, dass MPI nicht nur im Labor funktioniert, sondern auch unter realen klinischen Bedingungen eingesetzt werden kann.“
Originalpublikation:
P. Vogel, T. Kampf, M.A. Rückert, J. Günther, T. Reichl, T.A. Bley, V.C. Behr, P. Gruschwitz , V. Hartung,
First in-vivo human magnetic particle imaging, Preprint, https://arxiv.org/pdf/2603.12010 (derzeit im Peer-Revie-Prozess)