DynaMesh®

Tailored Implants made of PVDF

visible im MRT

DynaMesh® visible – Mehr “Durchblick” ohne Risiko

Beim MRT wird der analysierte Körperteil bildtechnisch gesehen sukzessive abgetastet und dabei in viele „hauchdünne optische Scheiben“ zerlegt. Am Ende werden diese „Scheiben“ zu 3-dimensionalen Bildern bzw. Bewegungssequenzen zusammengefügt (Re-Modelling): Die Lage des DynaMesh® visible Implantates ist bis ins Detail sichtbar und kontrollierbar. Der plastische Einblick ermöglicht aufschlussreiche Erkenntnisse.

Hernienchirurgie

visible-grafik-02

 

Beckenbodenchirurgie

visible-grafik-02-pelvic

Problematische Kontrolle

Bei manchen Indikationen muss nach gewisser Zeit die korrekte Implantat-Lage überprüft werden. Doch der „Blick ins Innere“ birgt Risiken. Konventionelle Netzimplantate sind in der diagnostischen Radiologie mehrheitlich unsichtbar. Patienten müssen sich unter Umständen einem Zweiteingriff (Operation) unterziehen.

Einfache Alternative

DynaMesh® visible ist technologisch äußerst anspruchsvoll – aber auch extrem effektiv und sicher. Vereinfacht gesagt: Wir durchmischen das PVDF-Filament mit ferromagnetischen Mikropigmenten nach einem eigenen Verfahren. Es garantiert eine optimale Einlagerung der Pigmente. Langzeittests beweisen: Die Mikropigmente werden dabei im Innern des PVDF-Polymers unlöslich eingebunden – sozusagen hermetisch eingeschlossen.

Klarer Einblick

DynaMesh® visible Implantate können per Magnet-Resonanz-Tomographie (MRT) sichtbar gemacht werden [7]; sowohl in Standardsequenzen als auch in hochauflösenden, dreidimensionalen Bildern oder gar Filmen. So kann der Arzt nicht nur Lage und Zustand des Implantates zweifelsfrei und präzise bestimmen. Er kann bei Bedarf sogar beobachten, ob und wie sich das Implantat unter Bewegung verhält.

Gute Heilung

Weil der „Blick ins Innere“ so einfach und unbedenklich ist, eröffnet DynaMesh® visible neue Perspektiven: Eine risikofreie Kontrolle des Heilungsverlaufes, optimales Monitoring bei klinischen Studien oder auch die schnellere Entwicklung von neuartigen, richtungweisenden Implantaten – gemeinsam mit weltweit renommierten klinischen Partnern.

DynaMesh® visible ist übrigens die weltweit erste Technologie zur Sichtbarmachung von textilen Implantaten. Sie wurde vom Deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF 01EZ 0849) ausgezeichnet.

Hernienchirurgie

visible-grafik-01

Beckenbodenchirurgie

visible-grafik-01-pelvic

Video: Animation of TAPP using a visible mesh
Hinweise zur Abbildung der DynaMesh® visible Implantate mittels MRT

Grundlagen

DynaMesh visible Netzimplantat können in der Kernspintomographie (MRT) dargestellt werden.Feinste Fe3O4-Eisenpartikel, die in den dunklen Fäden des Netzes integriert sind, führen zu lokalen magnetischen Gradienten zwischen Netz und Umgebung. Auf geeigneten MRT-Sequenzen stellen sich diese als kleine Artefakte [1, 2] dar. Solche sogenannten Suszeptibilitätsartefakte stellen sich auf Gradientenechosequenzen (GRE) deutlicher als auf (Turbo-)Spin-Echosequenzen (TSE) dar. Bei der kernspintomographischen Abbildung der visible Netzimplantate muss daher berücksichtigt werden, welche diagnostische Frage im Vordergrund steht und mit der entsprechenden Sequenz zu beantworten werden soll. Die bisher durchgeführten klinischen Studie [3] wurden bei 1,5 Tesla Feldstärke durchgeführt, dabei wurden folgende Sequenzen als geeignet getestet:

MRT-Sequenzen
Eine detaillierte Abbildung des Netzes lässt sich am Besten durch GRE-Sequenzen erzielen, bei denen die umgebenden Strukturen relativ homogen und hyperintens zur Darstellung kommen (Abbildung 1, linkes Bild). Die Suszeptibilitätsartefakte des Netzes sollten dabei zwar deutlich sichtbar sein, aber nicht so stark, dass sie die umgebenden Strukturen überdecken. In den bisherigen Untersuchungen an Patienten waren dies T1-gewichtete GRE-Sequenzen mit RF-spoiling mit einem relativ geringen Flip-Winkel, einer kurzer Repititionszeit sowie kurzer in-phase Echozeit und wenigen Signalmittelungen (Parameter s. Tabelle 1). Diese Sequenz ermöglichte auf den MRT-Bildern eine präzise Beurteilung der Netzkonfiguration, eine gute Unterscheidung zu postoperativen Lufteinschlüssen. Eine diagnostische Aussage über die umgebende Anatomie war jedoch nur unzureichend möglich.

Um beides, das eisenhaltige Netz plus die umgebenden Strukturen gut abzubilden, wurde eine weitere GRE-Sequenz entwickelt (Parameter s. Tabelle 1). Diese Sequenz ohne RF-spoiling basierte auf einer klinisch üblichen T1-gewichteten GRE-Sequenz, wie sie z.B. bei Pulssequenzprotokollen in der Abdomen- oder Beckendiagnostik verwendet werden. Generell zeigte sich, dass Sequenzen mit Echozeiten in opposed-phase (z.B. TE=2,3 ms) aufgrund des starken Signalabfalls an Fett-Wasser-Grenzflächen nicht geeignet sind, die visible Netzimplantate abzugrenzen. Die in Tabelle 1 gezeigte Sequenz wurde in der ersten Patientenstudie als am Besten geeignet für die Beurteilung von beidem (Netz plus Anatomie) bewertet und stellt einen guten Kompromiss zwischen beiden Anforderungen dar; siehe hierzu auch Abbildung 1, mittleres Bild.

Die in die Fäden integrierten Eisenpartikel haben im Gegensatz zu MR-Kontrastmitteln, sowohl paramagnetischen, gadoliniumhaltigen als auch superparamagnetischen (SPIO) Kontrastmitteln, keinen Einfluss auf die Relaxationszeiten T1 und T2, sondern lediglich auf T2* [4]. Dies bedeutet, dass auf Sequenzen mit Refokussierungspulsen, also auf Spinecho-Sequenzen, die Netze keinen, oder nur einen sehr geringen Einfluss auf das MRT-Bild haben. Als Konsequenz hieraus lässt sich die Sichtbarkeit des Netzimplantats durch die Wahl des Sequenztyps (TSE stats GRE) quasi “ausschalten”. Entsprechend stellen sich die visible Implantate nur unzureichend auf T2-gewichteten TSE-Sequenzen dar. Für eine präzise Darstellung der anatomischen Strukturen wurde in der Patientenstudie auf T2-gewichtete TSE-Sequenzen aus Untersuchungsprotokollen des Beckens zurückgegriffen; Sequenzparameter siehe Tabelle 1. Wie ebenfalls in Vorarbeiten gezeigt [3, 5], erlaubt dies die erforderliche gute Beurteilung der umgebenden Anatomie ohne störende Einflüsse des Netzimplantats; siehe dazu Abbildung 1, rechtes Bild.

Weitere Darstellungsmöglichkeiten
In wenigen Fällen kann die Unterscheidung zwischen Artefakt und protonenarmem/-freiem Gewebe oder Luft so stark eingeschränkt sein, dass weitere sogenannte “Positiv-Contrast”-Techniken zum Einsatz kamen [1, 5]. Ziel dieser Methoden ist ganz allgemein, dass Suszeptibilitätsartefakte positiv, also hyperintens, abgebildet werden, während alle anderen Strukturen sich hypointens, möglichst signalfrei darstellen. In der wissenschaftlichen Literatur werden verschiedene dieser Techniken beschrieben, generell sind es jedoch Techniken, die teils recht weitreichende Veränderungen an MR-Pulssequenzen oder komplexe Nachbearbeitung der Aufnahmen erfordern und oft sehr empfindlich auf jegliche Veränderungen reagieren. Unter geeigneten Bedingungen (z.B. homogene Umgebung, einfache Netzstruktur u. a.) lassen sich die GRE-Sequenzen soweit beschleunigen, dass auch dynamische Cine- oder Echtzeit-Sequenzen gemessen werden können und somit die Beweglichkeit der Netzimplantate beobachtet werden kann.

Zusammenfassung
DynaMesh visible Netzimplantate können mit einfachen GRE-Sequenzen dargestellt werden. Für eine detaillierte Darstellung des Netzimplantats empfehlen sich GRE-Sequenzen ähnlich GRE1 und für detaillierte Darstellungen der Anatomie T2-gewichteten TSE-Sequenzen. In Fällen, in denen die Lagebeziehung von Netz und anatomischen Strukturen besonders wichtig und komplex ist, empfehlen sich eventuell ergänzende GRE-Sequenzen, die beides, Netz und Anatomie, gut darstellen. Eine Übersicht über die in der bisher erfolgten Patientenstudie am Besten geeigneten Pulssequenzen zeigt Tabelle 1.

TR / TE [ms] Flipwinkel; Bandwidth pro Pixel; Signalmittelungen Field of View; Voxel-Größe; Schichtdicke
GRE1 (Netz detailliert) 8,3 / 4,6 20°; 215 Hz; 2 350 mm²; 0,95 x 0,97 mm²; 5 mm
GRE2 (Netz plus Anatomie) 244 / 4,7 80°; 567 Hz; 3 350 mm²; 0.9 x 1.1 mm²; 5 mm
T2wTSE (Anatomie) 4372 / 80 90°; 246Hz, 3 360 mm²; 0.7 x 1.04 mm²; 4 mm

Tabelle 1:Übersicht über einige Sequenzparameter der in den ersten Patientenuntersuchungen verwendeten Pulssequenzen.

visibe_tabelle_01
visibe_tabelle_02
visibe_tabelle_03

Abbildung 1:Bildbeispiele der in den ersten Patientenuntersuchungen verwendeten Pulssequenzen. GRE1 (links) eignete sich für die detaillierte Abgrenzung des Netzes (dunkle Linie) am Besten, GRE2 (Mitte) für die Beurteilung der Lage des Netzes zur umgebenden Anatomie und konventionelle TSE-Sequenzen (rechts) stellten die Anatomie am Besten dar, während das Netzimplantat sich nur unzureichend darauf abbildete.

Referenzen:
1. Kramer NA, Donker HC, Otto J, Hodenius M, Senegas J, Slabu I, Klinge U, Baumann M, Mullen A, Obolenski B, Gunther RW, Krombach GA:
A concept for magnetic resonance visualization of surgical textile implants
Invest Radiol, 2010. 45(8): p. 477-83

2. Slabu I, Guntherodt G, Schmitz-Rode T, Hodenius M, Kramer N, Donker H, Krombach GA, Otto J, Klinge U, Baumann M:
Investigation of superparamagnetic iron oxide nanoparticles for MR-visualization of surgical implants
Curr Pharm Biotechnol, 2012. 13(4): p. 545-51

3. Hansen NL, Barabasch A, Distelmaier M, Ciritsis A, Kuehnert N, Otto J, Conze J, Klinge U, Hilgers RD, Kuhl CK, Kraemer NA:
First In-Human Magnetic Resonance Visualization of Surgical Mesh Implants for Inguinal Hernia Treatment
Invest Radiol, 2013

4. Donker HC, Kramer NA, Otto J, Klinge U, Slabu I, Baumann M, Kuhl CK:
Mapping of proton relaxation near superparamagnetic iron oxide particle-loaded polymer threads for magnetic susceptibility difference quantification
Invest Radiol, 2012. 47(6): p. 359-67

5. Kraemer NA, Donker HC, Kuehnert N, Otto N, Schrading S, Krombach GA, Klinge U, Kuhl CK:
In vivo visualization of polymer-based mesh implants using conventional magnetic resonance imaging and positive-contrast susceptibility imaging
Invest Radiol, 2013. 48(4): p. 200-5


Ausgezeichnet im Innovationswettbewerb des auszeichnung-bundesministerium

Die Entwicklung wurde gefördert durch das Deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF 01EZ 0849)


Unsere Technologie

 

Exzellentes Material: PVDF

 

Minimale reaktive Oberfläche

 

Atraumatische Kanten

 

Optimale Dynamometrie

 

Extreme Weiterreißfestigkeit

 

Effektive Porosität

 

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close