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SAMBA PATI Smart Application of Magnetic-Based Particle Therapy and Imaging Anwendung magnetischer Nanopartikel in Therapie und Bildgebung Hintergrund, Akteure, Arbeitsplan, Verwertung, Ressourcen

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SAMBA PATISmart Application of Magnetic-Based Particle Therapy and ImagingAnwendung magnetischer Nanopartikel in Therapie und Bildgebung

Hintergrund, Akteure, Arbeitsplan,Verwertung, Ressourcen

1Thema und Zielsetzung des Vorhabens

http://www.chemiereport.at/von-magnetischem-drug-targeting-energiearmer-trinkwasseraufbereitung-und-neuen-gebaeude-sensoren

Magnetic Particle ImagingDiagnostikMagnetische ThermotherapieTherapieNr.Zielsetzung des Vorhabens: Spulen-Einschub

Smart Application of Magnetic-Based Particle Therapy and Imaging

Application of nonhazardous tracerImaging of the tracer with magnetic fieldsMagnetic Particle ImagingFast tomographic imaging without ionizing radiation Images in courtesy of Philips Research, Hamburg

4Magnetic Particle Imaging

Quantification stenosis, blood flow and perfusion as well as visualization of medical instruments such as catheters

Administration of MPI tracer1Determination of tracer with MPI scanner23Medical treatment with a catheter (coated or filled with MPI tracer)Determination of tracer and catheter position with MPI scanner4

J. Haegele et al., Radiology, 265(3), 2012

T. Sattel et al., Single-sided device for magnetic particle imaging, J. Phys. D: Appl. Phys., 42(2), 2009

Magnetic Particle ImagingAccurate localization of the sentinel lymph node without ionizing radiation with handheld MPI scannerSuccessful proof of concept with a single-sided MPI to achieve best patient access

Administration of MPI tracerAccumulation in sentinel lymph nodeDetermination of tracer with MPI scanner123Neuheit des LsungsansatzesLokale fokussierte Erwrmung von Gewebe & Nanopartikelnberwachung der Elastizittseigenschaften & Auslenkung der NanopartikelTemperaturberwachungAdaptive Fokussierung des UltraschalltherapiesystemsGenaue Katheterplatzierung durch Magnetische ManipulationVerankerung des Katheters im Tumor durch Torsionsbewegung einer geeigneten KatheterspitzeBildgebung der Partikelverteilung mit MPI und Planung und Erwrmungsberwachung mit HIFUInnovative KombinationsmglichkeitenMedizinische ApplikationenNr.Klinische und soziokonomische Bedeutung

Nr.Rollen der PartnerPartnerStatusRolleAufwand Universitt zu LbeckKonsortialfhrerBereitstellung von MPI System-Know-How; Integration eines MPI-HIFU Thermotherapie-Systemdemonstrators, Spuleninsert fr Magnetomotion, Systemintegration und Validierung 5 FTEs p.a.PhilipsPartnerBereitstellung von MPI System-Know-How und HIFU-Anwendungs-Know-How, ggf. auch von Systemsoftware fr bildgefhrte HIFU-Therapie; Untersuchung der elektromagnetischen Kompatibilitt der HIFU-Instrumentierung mit MPI und Untersuchung von Sicherheitsaspekten. Bereitstellung von Algorithmen fr die Lungen-Anwendung und Implementation der Kathetermanipulation mittels MPI. Ggf. Bereitstellung prototypischer CMUT-Arrays2 FTEs p.a.Universitt BochumPartnerDesign eines MPI-kompatiblen HIFU-Transducer-Arrays, Magnetomotive Ultrasound Imaging und Strahlformung2 FTEs p.a.Bruker BiospinAssoziierter PartnerKnow-How zu kommerziellen prklinischen MPI-Systemen, die bei Bruker entwickelt werden-PhilipsHelsinkiUnterauftrag von PhilipsElektromagnetische Kompatibilitt und Patientensicherheits-Aspekte98 TNr.Beantragende Partner: 1. IMTCT und Tomosynthese

Biophysik

MPI und Tracer

Bildgebung

SPECT und PET

Simulation

e-m-FelderWrmeStrmungFormmodelleMonte-CarloMRT

Nr.bersicht der Arbeitsschwerpunkte IMTFokus-BereicheFrontend- und Backend-InstallationAP02Installationsarbeiten und Raumvorbereitung

Einarbeitung in das Prklinische SystemMagnetischeManipulationAP03Herstellung von magnetisch manipulierbaren Devices

Migration der Sequenzen auf das kommerzielle prklinische MPI-System

Technische Validierung der magnetischen ManipulationPartikelerwrmungsgenerator und -analysatorAP05Definition des Gertes und Anforderungskatalog

Design

Elektrische und mechanische Realisierung

Messung der PartikelerwrmungPrdiktive HeizmodelleTherapie-Monitoring durch Motion-ImagingBestimmungen von Gewebeeigenschaften ber Partikelimmobilisierungbersicht der Arbeitsschwerpunkte IMTFokus-BereicheAP07AP08AP10Vorhersage des Heizverlaufes

Untersuchung von individuellen Nanopartikeln

Theoretische Vorhersage der Magnetfeld-Induzierten Partikelbewegung

Gradientenspulensatz, Bestimmung der Anregungsfrequenzen und Signalgenerierung fr das Monitoring-Feld

Konstruktion einer geeigneten Spulenhalterung mit Proben- und US-Einsatz

HF-Magnetfeld-basierte Signalauswertung zur Bestimmung von Materialparametern

Durchfhrung der HF-Magnetfeld-basierten Elastographie-Messungenbersicht der Arbeitsschwerpunkte IMTFokus-BereicheHerstellung geeigneter Partikel und PhantomeAP11Magnetfeld-basiert HF-TherapieAP15MPI-basierter Ansatz zur GewebeerwrmungAP16Herstellung unterschiedlicher Nanopartikel fr die Therapie

Herstellung geeigneter Phantome zur Bestimmung der E-Module

Herstellung anatomiehnlicher Anthropo- und Zoomorpher Phantome zur technischen GesamtvalidierungSimulation der gesamten Therapiesteuerung

Realisierung eines Khlsystems fr Therapiespulen

Realisierung der elektrischen Ansteuerungskette der Therapiespulen sowie der Therapiespulen selbst

Testung der Therapiespulen unter Volllast / Integration der TherapiespulenMigration der MPI-Sequenzen in das kommerzielle MPI-System

Validierung der Erwrmungssequenzen fr selektierte Partikel

bersicht der Arbeitsschwerpunkte IMTFokus-BereicheRealisierung der Gantry fr den Theranostik-EinschubAP17Kreuzvalidierung des Therapieansatzes im MRTAP19Definition der Gantry und Anforderungskatalog und Design einer geeigneten Gesamt-Gantry fr den Theranostik-Einschub

Realisierung des Prototyps der Gantry im 3D-Druckverfahren

Integration aller Teilsysteme auf der Gantry sowie Validierung des Zusammenspiels aller Teilkomponenten

Durchfhrung von MRT-messungen der verwendeten Phantome und Gewebeproben

Bildfusion MPI-MRT

MRT/MPI-basierte Auswertung des Therapieerfolges

bersicht der Arbeitsschwerpunkte IMTWeitere Bereiche / Untersttzenden ArbeitenSpezifikationKatheter- und PartikelvisualisierungAP01AP04Untersuchung der mgl. gegenseitigen Streinflsse und der SicherheitsaspekteAP18Gesamtauslastung14635108927121114131819151617LbeckPhilipsBochumVerwertung

Verwertung von Therapie-Einschub-Innovationen

Lizensierung an Philips ber Medisert

EXIST-gesttzte Ausgrndung

MPI Einschub kommerzialisierenLbeck besitzt exzellente Infrastruktur als EXIST-GrnderhochschuleVerwertung ber Schulungsangebote

Schulungs- und Traningszentrum fr MPI und USHohes wirtschaftliches Potential durch WissensvorsprungVerwertung von Spulenprototypen

Verkauf von Spuelen an Partner oder Externe WirtschaftskontakteGroe Expertiese am IMT und damit verbundener VorsprungNr.