Das Ziel des Projektes SAMBA-PATI, „Smart Application of Magnetic-based Particle Therapy and Imaging“ (Anwendung magnetischer Nanopartikel in Therapie und Bildgebung), ist die Erweiterung des Verfahrens Magnetic Particle Imaging (MPI) für therapeutische Anwendungen. Das MPI Verfahren ermöglicht die Bildgebung der Verteilung von magnetischen Nanopartikeln im menschlichen Körper mit einer hohen Sensitivität, Auflösung und Bildrate. In diesem Projekt werden die magnetischen Nanopartikel durch ein magnetisches Wechselfeld in Bewegung gesetzt und das umliegende Gewebe erwärmt, um eine Zerstörung von Tumorzellen zu erreichen oder die Effektivität einer chemo- oder radiotherapeutischen Anwendung zu erhöhen.
Ziel der SAMBA PATI-Arbeiten an der Ruhr Universität Bochum ist es, eine diagnostische und eine therapeutische Ultraschall-Einheit (HIFU, High Intensity Focused Ultrasound) in das MPI-system zu integrieren, um ebenfalls eine gezielte Gewebeerhitzung und Tumorzerstörung zu generieren. Aus der Kombination dieser beiden Therapie und Bildgebungssysteme ergeben sich damit mehrere innovative Kombinationsmöglichkeiten der Verfahren und eine neuartige Instrumentierung eines theranostischen Gesamtkonzeptes.
Technologie
Basierend auf der Geometrie eines präklinischen MPI-Systems soll in Kombination mit einem Ultraschall-Device, das als Therapie-Einschub in das MPI-Gerät eingeführt wird, eine Therapie- und Diagnostikeinheit entstehen. Geeignete Nanopartikel, die einerseits durch gezielte sinusoidale Magnetfeldanregung mit einer nichtlinearen Magnetisierung antworten und so zur Bildgebung verwendet werden, können Energie aus dem Magnetfeld aufnehmen und damit andererseits für eine punktuelle Erhitzung genutzt werden. Für eine gute räumliche Fokussierung der Erhitzung sind höhere Frequenzen erforderlich als in der reinen MPI-Bildgebung. Dafür soll eine Zusatzspule in das Messfeld eingebracht werden. Mit dieser Spule soll zusätzlich eine Ultraschall-Einheit (HIFU-Einheit) kombiniert werden, wodurch sich mehrere innovative Kombinationsmöglichkeiten der Verfahren ergeben. Außerdem wird Hard- und Software für katheterbasierte Interventionen unter MPI-Bildführung für Anwendungen in der Lunge entwickelt.
Folgende Partner bilden das Projektkonsortium:
Das SAMBA PATI Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung - BMBF Forschungsförderung 13GW0069A.
Ansprechpartner: Thomas Ersepke, Tim Kranemann und Georg Schmitz
Ruhr-Universität Bochum
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Lehrstuhl für Medizintechnik
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D-44801 Bochum
Sekretariat
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Lageplan & Anreiseinformationen der RUB
Prof. Dr.-Ing. Georg Schmitz
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