Eine Präparationstechnik zur quantitativen Untersuchung SPIO-haltiger Lösungen und SPIO-markierter Zellen in der MRT / A preparation technique for quantitative investigation of SPIO-containing solutions and SPIO-labelled cells by MRI

Ziel: Entwicklung einer Präparationstechnik zum Nachweis von SPIO (superparamagnetic iron oxide) -haltigen Lösungen und SPIO-markierten Zellen mittels MRT ex-vivo. Detektion und Quantifizierung der magnetischen Markierung über den Durchmesser der Signalauslöschung in MR-Gradientenecho-Aufnahmen. Funktionale Beschreibung des Zusammenhangs zwischen lokaler Eisenkonzentration und Durchmesser der messbaren Signalauslöschung für die gewählten Versuchsbedingungen. Untersuchung des Einflusses der Echozeit und der räumlichen Auflösung auf die Signalverteilung im MR-Tomogramm. Material und Methoden: Verwendung von Resovist, (SHU 555A) als superparamagnetisches Kontrastmittel. Einbringen von SPIO-haltigen Lösungen (0,75 – 15 mg Fe/10 ml) und SPIO-markierten SK-Mel28 Zellen (25.000 – 1.000.000 Zellen/10ml) in ein definiertes Volumen innerhalb einer Agar-Matrix. Messung des Durchmessers der Signalauslöschung in Abhängigkeit von der lokalen Eisenkonzentration, der Echozeit (5-25 ms) und der räumlichen Auflösung (isotrop mit 0,25-0,60 mm Kantenlänge der Bildelemente) bei Verwendung einer 3D Gradientenechosequenz (FLASH) an einem klinischen 3 Tesla Ganzkörpertomographen. Ergebnisse: Die Ausdehnung der Signalauslöschung im MR-Bild nahm mit geringerer Auflösung und längerer Echozeit zu. Die Sensitivität zum Nachweis der magnetischen Markierung war am größten bei TE 25 ms. Eine möglichst ortstreue Abbildung magnetisch markierter Bezirke konnte bei TE 5 ms und einer Auflösung von 0,25 mm erreicht werden. Der Durchmesser der Auslöschung war eine logarithmische Funktion der lokalen Eisenkonzentration. Unter den gegebenen Messbedingungen konnten Konzentrationen ab 0,75 mg Fe/10ml (SPIO-haltige Lösung) bzw. 1,25 mg Fe/10ml (SPIO-markierte SK-Mel28 Zellen) sicher erfasst werden. Schlussfolgerungen: Die vorgestellte Präparationstechnik mit definierter Verteilung magnetischen Materials in einer Agar-Matrix zeigt sehr gut reproduzierbare und quantitativ verwertbare Ergebnisse und erscheint üblichen Präparationen mit zufälliger Materialverteilung in Glasröhrchen überlegen. Purpose. This work aims to present a preparation technique for ex-vivo MR examination of SPIO (superparamagnetic iron oxide) containing solutions or SPIO labeled cells. Accumulations of SPIO particles and labeled cells were prepared in different concentrations using agar gel phantoms. Signal extinction around accumulations of magnetic material was examined systematically by gradient echo sequences with variable e