Labor für
Experimentelle Radiologie und Interventionelle Medizin

Über das Labor

Das Labor für Experimentelle Radiologie und Interventionelle Medizin bietet mit seiner Ausstattung Raum für vorlesungsbegleitende Praktika und Projekte, sowie Abschluss- und Forschungsarbeiten aktueller bildgebungsgeführte interventioneller Eingriffe. Dabei ist das Labor für Experimentelle Radiologie und Interventionelle Medizin eng mit dem Labor für medizinische Bildgebung verbunden.

Zur Laborausstattung gehören aktuelle Systeme aus dem klinischen Kontext zur nicht- und minimalinvasiven thermischen Tumorablation, aber auch der Gewebebiopsie mittels medizinischen Hohl- und Feinnadeln. Die Verfahren werden dabei mit Bildgebungssystemen aus dem Labor für medizinische Bildgebung verknüpft, wie z.B. Ultraschall-Sonographie-, CT- und MR-Methoden.

Zu den Geräten der thermischen gehören u.a. zwei klinische Mikrowellenablationssysteme (200G, ECO Medical Technology Co., Ltd., Najing, China) inkl. Ablationssonden, welche in der Klinik für die perkutane Behandlung verwendet werden. Eines der Geräte steht für Experimente direkt im Labor zur Verfügung. Das zweite Gerät kann in der Abteilung für Diagnostische und Interventionelle Radiologie des Klinikums Hellersen, Lüdenscheid in Kombination mit klassischen bildgebenden medizinischen Schnittbildverfahren verwendet werden.

Ein System für hochintensiven, fokussierten Ultraschall (HIFU) steht zusätzlich für Laborexperimente, als auch für Experimente in der klinischen Umgebung bereit. Mit HIFU lassen sich im klinischen Kontext nichtinvasiv, d.h. von außen durch die Haut, im Gewebe durch die konstruktive Überlagerung von Ultraschallwellen thermische Läsionen erzeugen. Das System ist modular aufgebaut und besteht aus einem Frequenzgenerator, einem Hochfrequenz-Leistungsverstärker (DR110, Prâna, Malemort, Frankeich) und den eigentlichen HIFU-Wandler (z.B. TS188, Precision Acoustics, Dorchester, England). Es stehen unterschiedliche Typen mit unterschiedlichen Wandlerflächen zur Verfügung, darüber hinaus sind die Ultraschallwandler teilweise MR-kompatibel.

Um den Studierenden den Goldstandard der thermischen Gewebeablation näher zu bringen, kann ein Radiofrequenz-Chirurgiegerät (Vio 200S, ERBE Elektromedizin GmbH, Tübingen, Deutschland) mit Eigenentwicklung von monopolaren Ablationssonden für die Radiofrequenz¬ablation verwendet werden.

Abschließend stehen Entwicklungen im Bereich der Biopsie den Studierenden zur Verfügung. Der Fokus liegt hierbei auf der Softwareentwicklung, wie z.B. die automatische Echtzeit-Nadeldetektion im Ultraschallbild inkl. der Darstellung der Nadeltrajektorie im zu biopsierenden Objekt.

Das Labor ist ausgestattet mit Vektor-Netzwerkanalysatoren (Rohde & Schwarz ZNL20 und DG8SAQ VNAs) zur Analyse von Hochfrequenzschaltkreisen, z.B. für die Mikrowellenablation. Aspekte der Antennenentwicklung, ebenfalls für die Mikrowellenablation können mit dedizierten Simulationsrechnern (COMSOL Multiphysics v. 6.1) zusammen mit Modellen der virtuellen Population (IT’IS Foundation) erarbeitet werden.

• Prâna DR 110 Breitbandverstärker 10 kHz bis 400 MHz mit 110 Watt Dauerstrichleistung
• Drei Precision Acoustics HIFU-Wandler mit festem und ohne Fokus für die nichtinvasive Ablation
• Rigol Frequenzgenerator zur Ansteuerung der HIFU-Wandler
• Zwei ECO-Mikrowellenablationssysteme mit 2.54 GHz zum Anschluss von geeigneten Antennen über einen koaxialen Serie-N-Abschluss
• Weidmann Optocon faseroptisches 10-Kanal-Temperaturmesssystem für die Bestimmung der thermischen Ausbreitung bei der Mikrowellenablation und HIFU
• Rohde & Schwarz ZNL20 Vektor-Netzwerkanalysator
• DG8SAQ Vektor-Netzwerkanalysatoren
• Leistungsfähige Laborrechner für Multiphysiksimulation mit COMSOL Multiphysics für verschiedene Fragestellungen, z.B. Temperaturerhöhungen bei der Mikrowellenablation
• Modelle der Virtual Population (IT’IS Foundation) zur realitätsnahen Simulation mittels COMSOL