Weltpremiere in der Gefäßdiagnostik
MPI: Erstmals Blutgefäße ohne Röntgen in Echtzeit abgebildet
Würzburger Forscher haben die Magnetpartikelbildgebung (MPI) erstmals am Menschen eingesetzt. Die strahlungsfreie MPI-Angiographie nutzt Eisenoxid-Nanopartikel als Kontrastmittel und liefert kontrastreiche Echtzeit-Aufnahmen von Blutgefäßen – ein Meilenstein nach zwei Jahrzehnten Entwicklungsarbeit.
Forscher der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) und des Universitätsklinikums Würzburg (UKW) haben die Magnetpartikelbildgebung (Magnetic Particle Imaging, MPI) erstmals an einem Menschen angewendet – ein Meilenstein nach rund 20 Jahren Entwicklungsarbeit. Das Verfahren erlaubt eine strahlungsfreie Echtzeit-Darstellung von Blutgefäßen und könnte langfristig etablierte Angiographieverfahren ergänzen oder ersetzen.
Nanopartikel statt Röntgenstrahlen
MPI setzt auf magnetische Eisenoxid-Nanopartikel, die als Kontrastmittel in die Blutbahn injiziert und anschließend mit speziellen Magnetfeldern detektiert werden. Entscheidender Vorteil: Das umliegende Gewebe erzeugt kein Hintergrundsignal – die Bilder sind damit besonders kontrastreich bei gleichzeitig hoher Zeitauflösung, und das vollständig ohne ionisierende Strahlung.
Gefäße am Arm sichtbar gemacht
In der Machbarkeitsstudie stellten Dr. Patrick Vogel (Experimentelle Physik 5, JMU) und Dr. Viktor Hartung (Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, UKW) die Venen eines gesunden Probanden – Vogel selbst stellte seinen Arm zur Verfügung – mit einem speziell entwickelten MPI-Scanner dar. Die wichtigsten oberflächlichen und tiefen Venen des Arms einschließlich ihrer Verzweigungen waren sichtbar; die Bildrate von zwei Bildern pro Sekunde liegt im Bereich klinischer Angiographieverfahren. Zum Vergleich führten die Wissenschaftler parallel eine digitale Subtraktionsangiographie (DSA) durch, die derzeitige Röntgen-Referenzmethode.
»Die Bilder zeigen, dass wir die relevanten Gefäßstrukturen und den Blutfluss in Echtzeit darstellen können«, erklärt Radiologe Hartung. »Das eröffnet perspektivisch neue Möglichkeiten für interventionelle Eingriffe – ohne Strahlenbelastung.«
| Nutzen | Ärzteschaft | Patient:innen |
|---|---|---|
| Bildqualität | Hoher Kontrast, kein Rauschen, klare Gefäßdarstellung | Schnellere, treffsicherere Diagnose |
| Strahlung | Keine Schutzmaßnahmen nötig, längere Eingriffe möglich | Kein Strahlenrisiko, auch bei Wiederholungsuntersuchungen |
| Kontrastmittel | Breiter einsetzbar (auch bei Risikopatienten) | Keine Nieren-/Schilddrüsen-Kontraindikation |
| Interventionen | Echtzeit-Führung von Kathetern ohne Strahlenbelastung | Weniger invasive, sicherere Eingriffe |
| Anwendungsfelder | Gefäße, Tumordetektion, Zell-Tracking | Breiteres Diagnosespektrum ohne Mehrbelastung |
Translationsphase hat begonnen
Das Würzburger Team arbeitet seit fast zwei Jahrzehnten an MPI – von der physikalischen Grundlagenforschung über den Bau experimenteller Scanner bis zur Integration in ein klinisches Umfeld. Die erste Humandemonstration markiert den Eintritt in die translationale Phase. Weitere präklinische und klinische Studien sind laut den Forschenden notwendig, um Sicherheit, Wirksamkeit und klinischen Nutzen systematisch zu belegen.
| »MPI hat das Potenzial, die klassische Röntgen-Angiographie zu ergänzen oder in Zukunft sogar teilweise zu ersetzen.« |
|---|
| Prof. Thorsten Bley (UKW) |
Rückenwind kommt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG): Sie hat kürzlich den Aufbau eines Süddeutschen Zentrums für Magnetic Particle Imaging (SMPI) an der JMU unter Leitung von Prof. Volker Behr bewilligt. Das Zentrum soll die Infrastruktur schaffen, um MPI von der Grundlagenforschung bis zur medizinischen Anwendung weiterzuentwickeln. Ein Preprint der Studie ist auf arXiv verfügbar (DOI: 10.48550/arXiv.2603.12010); das Peer-Review-Verfahren läuft noch. (uh)
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