Schlaganfalldiagnostik mit magnetischen Nanopartikeln

Die StrokeCap, ein von der Julius-Maximilians-Universität und dem Uniklinikum Würzburg gemeinsam entwickeltes innovatives, tragbares Gerät, das die mobile Schlaganfalldiagnostik revolutionieren und so Leben retten kann, gewinnt einen von fünf Medical Valley Awards vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie. Die Gewinner-Teams erhalten eine finanzielle Unterstützung von 500.000 Euro sowie individuelle Betreuung und Expertise aus dem Medical Valley-Netzwerk.

Je früher und spezifischer ein Schlaganfall diagnostiziert und therapiert wird, desto seltener leiden Patientinnen und Patienten an schweren Folgeschäden wie Lähmungen oder Sprachstörungen. Der Weg zu spezialisierten Schlaganfallzentren mit entsprechender Ausrüstung ist allerdings oft weit. Hier setzt die StrokeCap an: ein tragbares, strahlungsfreies Gerät, das mithilfe injizierbarer magnetischer Nanopartikel die Durchblutung des Gehirns in Echtzeit visualisiert. Dadurch können bereits im Rettungswagen kritische Entscheidungen zur Auswahl des richtigen Krankenhauses getroffen werden.

Das Konzept zur StrokeCap wurde von Stefan Herz und Patrick Vogel entwickelt. Während ihrer Arbeit an auf Magnetic Particle Imaging (MPI) basierenden Tomographen für die interventionelle Bildgebung am Menschen erkannten sie das Potenzial dieser Technologie für die Schlaganfalldiagnostik. Anders als herkömmliche Verfahren wie Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT) ist die StrokeCap klein, leicht und mobil und kann direkt vor Ort vom Rettungsdienst eingesetzt werden, um eine schnelle Einschätzung des Zustandes des Patienten zu erlangen. „Was das EKG für den Herzinfarkt ist, kann die StrokeCap für den Schlaganfall sein“, sagt Stefan Herz. Patrick Vogel ergänzt: „Besonders in ländlichen Regionen mit langen Anfahrtszeiten kann sie helfen, das richtige Krankenhaus sofort anzusteuern.“

Das zugrundeliegende Verfahren basiert auf der schnellen Lokalisierung eines in den Menschen eingebrachten Eisentracers mit Hilfe von zeitlich veränderlichen Magnetfeldern. „Die Besonderheit von MPI gegenüber MRT oder CT ist die hintergrundfreie Bildgebung des Tracers ohne ionisierende Strahlung, was die Anwendung sehr sicher macht“, erklärt Volker Behr. MPI-Scanner werden bereits erfolgreich für die präklinische Forschung eingesetzt, eine Skalierung auf Menschengröße ist in Vorbereitung.

Das Alleinstellungsmerkmal der StrokeCap ist der sehr frühe Ansatz für die Patientenversorgung. Das hierfür entwickelte innovative Design der StrokeCap soll eine frühzeitige Diagnostik am Patienten schon wenige Sekunden nach Gabe eines für den Einsatz am Menschen bereits zugelassenen Tracers ins Gefäßsystem ermöglichen. Dieser kann dann eindeutig im Körper lokalisiert werden. Über den zeitlichen Verlauf des Signals lassen sich direkte Rückschlüsse auf die Durchblutung einzelner Regionen ziehen. Kombiniert mit einem robusten Aufbau und einem intuitiven Benutzerinterface, soll die StrokeCap leicht in etablierte Workflows, etwa in einem Rettungswagen integriert werden können.

Durch diese neuartige Technik kann wertvolle Zeit eingespart werden, bis die gezielte Behandlung in einem spezialisierten Krankenhaus eingeleitet werden kann. Dadurch kann die Prognose der Patientinnen und Patienten deutlich verbessert werden.

Mit dem Preisgeld soll der vorhandene erste Demonstrator der StrokeCap zu einem einsatzfähigen Prototyp weiterentwickelt werden, der dann in der Folge in klinischen Studien getestet werden kann. Hierzu werden reale Schlaganfalldiagnostiken, die mittels CT oder MRT gewonnen wurden, als Referenzen genutzt, um das System für den Einsatz am Menschen zu optimieren.

Uniklinikum Würzburg / DE