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PETRUS bringt frischen Wind in die Bildgebung

Forscher haben ein neues Instrument zur medizinischen Bildgebung entwickelt, das die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und das sehr schnelle Ultraschallbildgebungsverfahren miteinander verbindet: PETRUS für Positron Emission Tomography Registered Ultrafast Sonography.

Quelle: Provost J et al., Nature Biomedical Engineering

Forscher des Institut Langevin, der Gesellschaft zur Beschleunigung des Technologietransfers ART Inserm für biomedizinische Ultraschallmessungen und des Forschungszentrums für Herz-Kreislauferkrankungen in Paris (Inserm/ Universität Paris Descartes) haben ein neues Instrument zur medizinischen Bildgebung entwickelt, das die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) und das sehr schnelle Ultraschallbildgebungsverfahren miteinander verbindet: PETRUS für Positron Emission Tomography Registered Ultrafast Sonography. Sie erhielten mit diesem Verfahren dreidimensionale Bilder, auf denen die Anatomie, der Stoffwechsel, die Funktionalität und sogar die Elastizität der Organe perfekt übereinander abgebildet sind. Diese Innovation war der Aufmacher der Fachzeitschrift Nature Biomedical Engineering vom 6. Februar 2018.

Das System Petrus verbindet den Positions-Emissions-Tomographen (PET), einen Röntgenscanner und ein sehr schnelles Ultraschallgerät. Das genaue Übereinanderlegen der drei großen Bildmengen erfolgt über einen motorisierten Mikro-Stellungsregler. (a)
Links: Kinetik des Glukosestoffwechsels, ermittelt durch PET nach Verabreichung von Fluordesoxyglucose; Rechts: ultraschnelle 3D-Doppler-Bildgebung (500 Bilder pro Sekunde) zeigt Tumorvaskulisierung. (b)
Bildgebung bei einer Maus zeigt Topografie der überlagerten metabolischen und vaskulären Signale; Links: Maus aus der Kavalierperspektive; Mitte und rechts: vergrößerte 3D-Darstellung und Tumorquerschnitt. Die links angezeigten Farbskalen gelten für alle drei Bilder. (c)

Die Forscher konnten ihre Methode anhand handelsüblicher Instrumente testen, die sie nur geringfügig veränderten. So bildeten sie u.a. Krebstumore bei Mäusen ab und die Herzaktivität bei Ratten, um die Synchronisation beider Methoden und die Komplementarität der beobachteten Parameter zu testen. Die neue Methode ermöglicht die simultane Darstellung mehrerer grundsätzlicher biologischer Parameter in Form quantitativer Parameterkarten, wodurch dieses neue Verfahren die Komplexität der Topologie von Lebewesen noch genauer abbildet.

Aufnahme mit PETRUS (geschlossener Thorax) eines schlagenden Mäuseherzens in der parasternalen kurzen Achse. Zu sehen ist die Herzanatomie durch ultraschnelle Echographie (in schwarz/weiß) und die Stoffwechselaktivität des Herzmuskels links am Ende der Diastole, in der Mitte am Ende der Systole und rechts in der Mitte der Diastole. Bemerkenswert ist die perfekte Überlagerung des metabolischen Signals und der Herzmuskelwand. Jedes Bild entspricht dem durchschnittlichen Signal eines Zehntels der Dauer eines Herzzyklus. Maßstab: 1mm

Diese neue, völlig atraumatische Untersuchungstechnik von Lebewesen in Echtzeit bietet zahlreiche neue Perspektiven, z.B. die Erforschung der Beziehung zwischen Stoffwechsel und Organdurchblutung wie Herz, Nieren oder Leber, eine effektivere Beobachtung der Auswirkungen neuer Krebsbehandlungsmethoden, die Charakterisierung der Folgen eines Infarkts usw.

Quelle: Wissenschaftliche Abteilung, Französische Botschaft in der Bundesrepublik Deutschland/CNRS

27.03.2018

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