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Das ist eine Meldung

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Wissenschaftliche Sitzung

Experimentelle Radiologie - Aktuelle technische Entwicklungen

Experimentelle Radiologie - Aktuelle technische Entwicklungen
Donnerstag, 29. Mai 2025 · 09:45 bis 10:15 Uhr
Diese Veranstaltung findet ausschließlich als Präsenzveranstaltung im Rhein-Main-Congress-Center in Wiesbaden statt. Diese Veranstaltung kann nicht über einen Stream sondern nur vor Ort besucht werden.
29
Mai

Donnerstag, 29. Mai 2025

09:45 bis 10:15 Uhr · Raum: Forum 1.3  in Kalender übernehmen:   iCal  ·  Google

Veranstaltungsdetails

Veranstalter
Deutsche Röntgengesellschaft e.V.
Art
Wissenschaftliche Sitzung
Thema
Experimentelle Radiologie
Zielgruppe
Andere, Ärzte in Weiterbildung (AiW), Fachärzte, Ingenieure / Naturwiss., Studenten

Zertifizierungen

Der RÖKO WIESBADEN wird im Rahmen einer Kongresszertifizierung durch die LÄK Hessen bewertet. Bitte beachten Sie die Hinweise unter A bis Z.

Informationen

Moderation
Tobias Bäuerle (Mainz)
Lisa Adams (München)

Ablauf

09:45 - 09:50

Vortrag (Wissenschaft)

Entwicklung einer bioresorbierbaren Stentbeschichtung für das Magnetic Particle Imaging

Patrick Naoki Elfers

weitere Autoren

Kerstin Lüdtke-Buzug (Lübeck) / Ankit Malhotra (Lübeck) / Justin Ackers (Lübeck) / Liana Mirzojan (Lübeck) / Maximilian Wattenberg (Lübeck) / Johann Christopher Engster (Lübeck) / David Melenberg (Lübeck) / Mandy Ahlborg (Lübeck) / Thomas Friedrich (Lübeck) / Maria-Josephina Buhné (Lübeck) / Malte Maria Sieren (Lübeck) / Thorsten M. Buzug (Lübeck) / Roman Klöckner (Lübeck) / Jörg Barkhausen (Lübeck) / Franz Wegner (Lübeck)

Zielsetzung

Magnetic Particle Imaging (MPI) beruht auf der Echtzeitdarstellung von superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (SPIONs). Erste klinische Testungen der Tracer-basierten Methode stehen unmittelbar bevor. MPI eignet sich besonders gut für die kardiovaskuläre Bildgebung und ermöglicht eine artefaktfreie Darstellung von Stentlumina. Um Stents auch mittels MPI implantieren zu können, müssen diese mit SPIONs beschichtet werden. Damit bei Follow-up-Untersuchungen keine Interferenzen mit intravasal applizierten SPIONs entstehen, ist eine bioresorbierbare Beschichtung nötig, die sich nach einer definierten Zeit wieder auflöst. Ziel dieser Arbeit war es, eine auf Polylaktat (PLA) und SPIONs basierende Beschichtung zu entwickeln, um Stents temporär im MPI sichtbar zu machen.

Material und Methoden

Zunächst wurden Glaskapillaren mit einem Gemisch aus PLA und SPIONs mittels Dip-Coating beschichtet. Die Degradation der Beschichtung wurde in einem statischen Wasserbadexperiment untersucht. Hierfür wurden die Proben einzeln in mit isotoner Kochsalzlösung gefüllten Probengläsern bei 37 °C gelagert. Dabei wurden 10 verschiedene Expositionsdauern untersucht (1 Stunde bis 28 Tage) und die Proben zum entsprechenden Zeitpunkt zur Analyse entnommen. Vor und nach dem Wasserbad wurden die Proben trocken gewogen, ihr MPI-Signal im Spektrometer gemessen und die Morphologie mittels Mikro-CT untersucht.

Ergebnisse

Es wurde eine kontinuierliche Massenreduktion des Markers nach Wasserbadexposition beobachtet (ca. 6 % nach 1 Stunde, ca. 90 % nach 28 Tagen). Über den gesamten Beobachtungszeitraum hinweg bestand ein messbares MPI-Signal. Das Mikro-CT zeigte eine nur geringe Volumenabnahme der Marker. Gleichzeitig bildeten sich mit zunehmender Expositionsdauer vermehrt Kavitäten im Inneren.

Schlussfolgerungen

PLA erwies sich als geeignetes Polymer für eine degradierbare Stentmarkierung. Die beobachteten Eigenschaften liefern eine vielversprechende Grundlage für künftige Anwendungen des MPI in der periinterventionellen Bildgebung.
09:50 - 09:55

Vortrag (Wissenschaft)

Magnetic Particle Imaging: Sicherheitsmessungen medizinischer Implantate in einem extrakorporal perfundierten humanen Kadaver-Model

Franz Wegner (Lübeck)

weitere Autoren

Thomas Friedrich (Lübeck) / Patrick Elfers (Lübeck) / Florian Kleefeldt (Würzburg) / Dominik Peter (Würzburg) / Philipp Gruschwitz (Würzburg) / Teresa Reichl (Würzburg) / Johanna Günther (Würzburg) / Thomas Kampf (Würzburg) / Martin Rückert (Würzburg) / Volker Behr / Thorsten M. Buzug (Lübeck) / Roman Kloeckner (Lübeck) / Jörg Barkhausen (Lübeck) / Thorsten Bley (Würzburg) / Patrick Vogel (Würzburg) / Viktor Hartung (Würzburg)

Zielsetzung

Magnetic Particle Imaging (MPI) ist eine Tracer-basierte 3D-Bildgebungsmodalität auf dem Weg zur klinischen Anwendung. Sie bietet eine hohe zeitliche Auflösung ohne die Verwendung ionisierender Strahlung. Diese Kombination macht MPI besonders vielversprechend für die kardiovaskuläre und periinterventionelle Bildgebung. Mögliche Erwärmungen medizinischer Instrumente innerhalb der Magnetfelder von MPI-Scannern sind ein relevanter Sicherheitsaspekt. Ziel dieser Studie war es, das thermische Verhalten medizinischer Implantate während MPI-Scans in einem humanen Kadavermodell zu untersuchen.

Material und Methoden

Eine faseroptische Temperatursonde wurde über eine 7F Gefäßschleuse in die A. femoralis superficialis (AFS) eines Kadavermodells eingeführt. Anschließend wurden eine Auswahl endovaskulärer Implantate (sechs Stents, fünf Coils und ein Gefäß-Plug) hintereinander in der AFS platziert. Die Temperatursonde wurde sequenziell zurückgezogen, um direkten Kontakt mit jeweils einem Implantat zu gewährleisten. Zusätzlich wurde mittels Knochenbohrer ein Loch in den Femur (mit einliegendem Gammanagel) gebohrt. Die faseroptische Messsonde wurde von außen eingebracht, um direkten Kontakt mit dem Nagel herzustellen. Ein interventioneller MPI-Scanner für den Einsatz am Bein wurde um den Oberschenkel der Leiche positioniert und typische MPI-Sequenzen mit 40 Pulsen (4 Pulse/Sekunde) appliziert. Das jeweilige Implantat war während der Messung zentral im Scanner platziert. Der Oberschenkel wurde mittels einer externen Durchflusspumpe mit einer blutäquivalenten Flüssigkeit perfundiert.

Ergebnisse

Der Gamma-Nagel wies während der MPI-Sequenz einen Temperaturanstieg von 0,04 K auf. Bei den getesteten endovaskulären Implantaten konnte keine Erwärmung detektiert werden.

Schlussfolgerungen

Die untersuchten medizinischen Implantate erwärmten sich unter realistischen Bedingungen in einem MPI-Scanner in humaner Größe nicht relevant. Aufgrund der Vielfalt verfügbarer MPI-Scanner und -Messparameter sind individuelle Sicherheitsmessungen obligat.
09:55 - 10:00

Vortrag (Wissenschaft)

Absorptionseigenschaften von MRT- und CT-Kontrastmitteln in 3D-Druckmaterialien für Gefäßphantome

Maria Buhné (Lübeck)

weitere Autoren

Annika Dell (Lübeck) / Celina Wist (Lübeck) / Malte Sieren (Lübeck) / Constantin Schareck (Lübeck) / Patricia Ulloa (Lübeck) / Alex Frydrychowicz (Lübeck) / Roman Kloeckner (Lübeck) / Jörg Barkhausen (Lübeck) / Thorsten Buzug (Lübeck) / Thomas Friedrich / Franz Wegner (Lübeck)

Zielsetzung

3D-gedruckte Gefäßphantome ermöglichen im Gegensatz zu Tier- oder Kadavermodellen eine hohe Reproduzierbarkeit und Patienten-Individualisierbarkeit. Ziel dieser Arbeit war es, das Kontrastmittel-Absorptionsverhalten von 3D-Druckmaterialien für die Herstellung von Gefäßphantomen zu bestimmen. Die Frage nach einer möglichen Wiederverwendbarkeit der Modelle war von besonderem Interesse.

Material und Methoden

Die Phantome für die Absorptionstests wurden in Zylinderform (Innendurchmesser 20 mm, Wandstärke 2 mm) 3D-gedruckt (Stratasy J850, Minnesota, USA) und mit Kontrastmittellösungen (KM) in drei Konzentrationen (Jod-KM: 1:12,5, 1:50, 1:200, Gadolinium-KM: 1:50, 1:200, 1:800) befüllt. Die Kontaktzeiten (Zylinder mit KM) betrugen jeweils eine Stunde, einen Tag und eine Woche. Die verwendeten Druckmaterialien waren Agilus, VeroClear und eine Mischung aus beiden (Stratasys, Minnesota, USA). In der Annahme, dass eine Kontrastmittelaufnahme der Phantomwand zu einer Änderung der Dichte/Signalintensität sowie des abgebildeten Phantomdurchmessers führt, wurde die CT- und MRT-Bilddatenanalyse von zwei erfahrenen Radiologen an standardisierten Messpunkten durchgeführt. Zudem wurde die Masse der Proben vor und nach der Kontaktzeit gewogen.

Ergebnisse

Alle Proben zeigten eine relative Massenzunahme im Laufe der Zeit (max. 4,4%). Es gab keinen Unterschied zwischen den Proben ohne Kontrastmittel und solchen mit verdünntem Kontrastmittel. Agilus wies die größte Massenzunahme auf; VeroClear die geringste. Sowohl in CT als auch MRT wurde keine Korrelation zwischen Kontaktzeit und den Becherdurchmessern festgestellt. Es zeigten sich zudem keine relevanten Änderungen der Signalintensitäten/Dichten der Zylinderwände über die Zeit.

Schlussfolgerungen

3D-Druckmaterialien nehmen keine in klinischen MRT- und CT-Scannern nachweisbare Kontrastmittelmenge auf. Folglich sind die getesteten Materialien für den 3D-Druck von zeitlich stabilen Gefäßphantomen geeignet und diese somit wiederverwendbar.

Teilnahme Young Investigator Award

10:00 - 10:05

Vortrag (Wissenschaft)

Validierung eines 3D-gedruckten, anatomisch-realistischen pädiatrischen Abdomen-CT-Phantoms: Ein Bildqualitätsvergleich

Thilo Schikorra (Erlangen)

weitere Autoren

Markus Kopp (Erlangen) / Matthias May (Erlangen) / Michael Uder (Erlangen) / Thomas Flohr (Erlangen)

Zielsetzung

Validierung der objektiven und subjektiven Bildqualität zwischen dem CT-Scan eines pädiatrischen Patienten und dem darauf basierenden, 3D-gedruckten, anatomisch-realistischen Abdomen-Phantom.

Material und Methoden

Das Phantom basiert auf DICOM-Daten eines Photon-Counting-CT-Scans eines 5-jährigen Jungen (NAEOTOM Alpha, Siemens, 70 kV, 458 Referenz-mAs). Wir führten am Phantom 5 Scans bei 70kV durch (540, 461, 351, 242, 131 Referenz-mAs), mit je drei Rekonstruktionskernen (Br40/44/48). Die Bildqualität von Niere, Nebenniere, Wirbelkörper, Pankreas, Gallenblase, V. portae und einem Leber-Hyperenhancement wurde subjektiv (5-Punkt Likert-Skala) von drei Experten bewertet und zwischen Phantom- und Patientenscans verglichen. Anhand objektiver Kriterien (HU-Werte) wurde die Bildqualität der Organe Leber, V. portae, Aorta, Fett, Muskel, Milz, Pankreas und Knochen bestimmt. Die nicht normalverteilten HU-Werte wurden als gepaarte Werte mittels Wilcoxon-Äquivalenztest geprüft.

Ergebnisse

Der Scan bei 461mAs (Br40) zeigte die höchste subjektive Vergleichbarkeit zwischen Patienten- und Phantomscan mit gleichem Rating für Nebenniere (Median 4 vs. 4), Wirbelkörper, Gallenblase, V. portae und Leber-Hyperenhancement (je 5 vs. 5) und geringe Differenz in der Nierenmark- und Pankreasabgrenzung (4.5 vs. 4; 5 vs. 4.5). Der Äquivalenztest war für alle Organe exklusive Knochen und Fett mit Grenzen ±7.5HU signifikant (p<0.05). Fettgewebe wies im Phantom höhere (-124.5 vs. -48.3), Knochen niedrigere HU-Werte (1059.5 vs. 842.5) auf. Das quadrierte Kontrast-zu-Rauschen-Verhältnis der Phantomscans nahm mit der Dosis linear zu.

Schlussfolgerungen

Ein 3D-gedrucktes CT-Phantom erlaubt bei konstanter Röhrenspannung eine realistische Quantifizierung der Dosis-Bildqualität-Relation. Für besonders die parenchymatösen Oberbauchorgane verhält sich das Phantom vergleichbar zu menschlichen Scans. Potenziell kann in Zukunft die Strahlenbelastung vor Dosisstudien besser antizipiert werden, was besonders im vulnerablen pädiatrischen Kollektiv hochrelevant ist.

Teilnahme Young Investigator Award

10:05 - 10:15

Diskussion

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