Visualisierung des Temperaturverlaufes in einem Lebertumor-Ablationsmodell mittels Magnetic Particle Imaging

Zielsetzung:

Evaluation der Machbarkeit der Visualisierung des Temperaturverlaufes während einer Thermoablation in einem in vitro Lebermodell mittels MPI unter Verwendung verschiedener Eisenoxidtracer.

Material und Methodik:

In vitro Pseudo-Lebergewebs-Phantome mit verschiedenen Eisenoxidtracern (L93, Bayer-Schering; LS008, Load Spin Labs; MM4, TOPASS GmbH, Konzentrationen von 0.1 – 0.5 mg/ml) in einer Proteinmatrix (Chicken White Protein, Sigma Aldrich) wurden durch 1:1 Volumen-Mischung mit Wasser über 15 min. bei 75 °C in Eppendorf-Tubes generiert. Die Phantome wurden mittels eines eingebrachten Kupferdrahtes (1 mm Durchmesser) durch MPI-induzierte Wirbelströme erhitzt und resultierende Signalveränderungen simultan bildgebend mittels MPI erfasst. Als in vitro Lebertumor-Ablationsmodell wurde Tracer-freies Protein (Pseudotumoren) in mit L93 (c(Fe)= 0.356 mg/ml) vermengtem Protein (Pseudo-Lebergewebe) eingebettet. Die Pseudotumoren wurde mittels eines eingebrachten Kupferdrahtes unter simultaner Erfassung des MPI-Signals des umgebenden Pseudo-Lebergewebes erwärmt. Alle Experimente erfolgten an einem kommerziellen MPI System (Philips/Bruker) unter Verwendung eines FoV von 37.3 × 37.3 × 18.6 mm3 und einer Bildfrequenz von 46 Bildern/s.

Ergebnisse:

Bei allen verwendeten Tracern ließen sich im zeitlichen Verlauf unter Erwärmung MPI-Signalsteigerungen detektieren. LS008 zeigte die höchste Signaländerung. Im Lebertumor-Ablationsmodell war die Erwärmung des Pseudo-Lebergewebes im zeitlichen Verlauf Signaländerungen zu visualisieren.

Schlussfolgerungen:

MPI eignet sich zur Visualisierung der Temperaturverteilung in einer mit Eisenoxidtracern angereicherten Protein-Wasser-Matrix als Pseudo-Lebergewebe, die entscheidend von eingesetzten Tracer abhängt. Eine Temperaturüberwachung gesunden Gewebes zur optimierten MPI-gestützten Tumorablation in Echtzeit ist denkbar.