Rofo 2022; 194(S 01): S9-S10
DOI: 10.1055/s-0042-1749779
Abstract
Vortrag (Wissenschaft)
Experimentelle Radiologie

Steuerung und Visualisierung eines endovaskulären Mikroroboters mittels Magnetic Particle Imaging

Autoren

  • F Wegner

    1   UKSH, Campus Lübeck, Klinik f. Radiologie u. Nuklearmedizin, Lübeck

  • H Schwenke

    2   Institut für Neuroradiologie, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck, Lübeck

  • A von Gladiß

    3   Institut für Computervisualistik, Universität Koblenz-Landau, Koblenz

  • A Behrends

    4   Fraunhofer Einrichtung für Individualisierte und Zell-basierte Medizintechnik, Lübeck

  • T Friedrich

    4   Fraunhofer Einrichtung für Individualisierte und Zell-basierte Medizintechnik, Lübeck

  • K Lüdtke-Buzug

    5   Institut für Medizintechnik, Lübeck

  • A Neumann

    5   Institut für Medizintechnik, Lübeck

  • J Barkhausen

    6   Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck, Lübeck

  • M T Buzug

    4   Fraunhofer Einrichtung für Individualisierte und Zell-basierte Medizintechnik, Lübeck

  • C A Bakenecker

    4   Fraunhofer Einrichtung für Individualisierte und Zell-basierte Medizintechnik, Lübeck
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Zielsetzung Es wird ein neuer Ansatz für endovaskuläre Therapien mittels eines magnetischen Mikroroboters vorgestellt. Der Mikroroboter wird durch die Magnetfelder eines Magnetic Particle Imaging (MPI) Scanners gesteuert und visualisiert.

Material und Methoden Für die Experimente wurde ein mit einem Wasser-Glycerin-Gemisch gefülltes 3D-gedrucktes Phantom einer humanen Arteria cerebri media verwendet. Als Mikroroboter diente ein 3D-gedruckter gewundener Schwimmer (Länge: 3 mm, Durchmesser: 1,2 mm). Um für die Steuerung und Visualisierung notwendige magnetische Eigenschaften zu erzeugen, wurde der Schwimmer mit magnetischen Nano- und Mikropartikeln beschichtet. Die erforderlichen Magnetfelder wurden mit einem kommerziellen MPI-Scanner (25/20 FF, Bruker BioSpin) erzeugt. Für die Steuerung wurden rotierende Magnetfelder (f = 10 Hz) angelegt. Der Schwimmer folgte der Rotation der Felder und aufgrund seiner Geometrie wurde eine Vorwärtsbewegung induziert. Die Magnetfelder wurden entsprechend des Weges, den der Schwimmer nehmen sollte, vorausberechnet und appliziert. Die Visualisierung erfolgte sequenziell nach jedem Navigationsschritt.

Ergebnisse Der Schwimmer konnte präzise durch das Gefäßphantom in ein Aneurysma gelenkt und in einem schrittweisen Ansatz visualisiert werden. Die Genauigkeit der Lokalisation des Mikroroboters mit MPI beträgt 0,68 mm.

Schlußfolgerungen Es ist möglich, einen magnetischen Schwimmer mit den Magnetfeldern eines MPI-Scanners durch ein Gefäßphantom in Richtung eines Aneurysmas zu steuern und sequenziell zu visualisieren. Dies ebnet den Weg für neue Mikroroboter-basierte endovaskuläre Therapien.



Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
29. August 2022

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