Darstellung von Instrumenten zur Magnetic Particle Imaging (MPI) gesteuerten kardiovaskulären Intervention

Fragestellung:

Magnetic Particle Imaging (MPI) ist ein neues dreidimensionales Bildgebungsverfahren, das mittels Magnetfeldern die räumliche Verteilung von superparamagnetischen Eisenoxidnanopartikeln (SPIOs) quantitativ messen kann [1]. Die Methode besitzt eine extrem hohe Sensitivität und ermöglicht durch die hohe zeitliche und räumliche Auflösung dreidimensionale Echtzeitbildgebung [2]. Das Verfahren scheint daher neben quantitativen Perfusionsmessungen besonders für die Steuerung von Interventionen, wie zum Beispiel PTA und Stentimplantation, geeignet. Voraussetzung hierfür ist aber die Visualisierung von interventionellen Instrumenten durch MPI. Ziel des Projektes ist die Visualisierung von Kathetern und die Durchführung von Interventionen im Gefäßmodell.

Methoden:

Alle Messungen wurden an einem Prototyp-Scanner der Firma Philips durchgeführt. Das Field of View (FOV) betrug 3,4×3,4×2,0cm³ und wurde 46x pro Sekunde abgetastet. Zur Markierung wurde das zum Ballon führende Lumen eines Ballonkatheters (Abbott Vascular Fox plus PTA-Katheter, Ballondurchmesser/-länge 10/30mm) mit Resovist (Bayer Pharma AG, Verdünnung 1:20, entsprechend 25mmol/l Fe) gefüllt. Der Katheter wurde über eine 8F Schleuse in ein mit NaCl gefülltes Gefäßphantom (Innendurchmesser 10mm) eingebracht. Das Gefäßphantom mit dem einliegenden Ballon wurde anschließend im Messfeld des Scanners platziert.

Ergebnisse:

Durch die hohe Sensitivität der Methode und die gute räumliche Auflösung konnte das mit Resovist markierte Innenlumen des Ballonkatheters zuverlässig visualisiert werden. Die Bewegungen des Katheters im Gefäßphantom konnten in Echtzeit verfolgt werden. Auch die Inflation und Deflation des Ballons konnten problemlos visualisiert werden (s. Abb.1).

Schlussfolgerungen:

Durch die Markierung mit Resovist kann ein Ballonkatheter mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung mittels MPI visualisiert werden. Aufgrund der dreidimensionalen Bildgebung und der fehlende Exposition mit ionisierender Strahlung ist MPI ein attraktives neues Verfahren zur Steuerung komplexer Interventionen.

Literatur

1. Gleich B, Weizenecker J. Tomographic imaging using the nonlinear response of magnetic particles. Nature 2005; 435: 1214–1217

2. Weizenecker J, Gleich B, Rahmer J et al. Three-dimensional real-time in vivo magnetic particle imaging. Physics in Medicine and Biology 2009; 54: L1-L10

Abb.1: Inflation des Ballons:
Obere Reihe: Der deflatierte Ballon kann in allen drei Ebenen dargestellt werden (links axial, Mitte sagittal, rechts frontal). Voxelgröße 1,2×1,0×1,0mm³
Untere Reihe: Der inflatierte Ballon ist ebenfalls klar im Field of View abgrenzbar (links axial, Mitte sagittal, recht frontal).