10.11.2009
Freiburger Physiker machen Schlagzeilen in der Zeitschrift Applied Physics Letters
Physiker der Universität Freiburg haben ein System entwickelt, das die Aufnahme von dynamischen Magnetfeldkarten der Herzaktivität in weniger als zwei Minuten ermöglicht. Diese neue Methode kann somit für Herzpatienten angewendet werden und hat das Potential, Herzerkrankungen frühzeitig zu erkennen. Eine Beschreibung der verwendeten Messapparatur wurde kürzlich in der renommierten amerikanischen Zeitschrift Applied Physics Letters vorgestellt.
Ein Spezialgebiet der Gruppe um Prof. Antoine Weis am Departement für Physik besteht in der Messung von extrem schwachen magnetischen Signalen mit Methoden welche Laserspektroskopie und Magnetresonanz in atomaren Dämpfen verknüpfen. 2003 konnte die Gruppe erstmals zeigen, dass diese Methode genügend empfindlich ist um das Magnetfeld nachzuweisen, das vom menschlichen Herzen erzeugt wird. Dieser magnetische Nachweis von elektrophysiologischen Prozessen ist komplementär zu deren elektrischem Nachweis, der unter dem Namen Elektrokardiographie (EKG) wohl bekannt ist. Die neue, Magnetokardiographie (MKG) genannte Methode hat das Potential zur vorzeitigen Erkennung von Herzerkrankungen. MKG Signale werden an verschiedenen Punkten über der Brust aufgezeichnet und erlauben somit die Aufnahme von dynamischen Magnetfeldkarten der Herzaktivität. Die erste Messung solcher Karten in 2004 benötigte mehr als 2 Stunden, was die Anwendung der Methode an herzerkrankten Patienten verunmöglichte, da diese während der Messung bewegungslos liegen müssen.
In den vergangenen drei Jahren hat die Gruppe in Pérolles ein System mit 25 Einzelsensoren entwickelt, welches die gleichzeitige Aufzeichnung von MKG Signalen an 19 Punkten erlaubt. Die reduziert die Messdauer auf unter zwei Minuten, so dass sich die Methode auf Herzpatienten anwenden lässt. Eine Beschreibung der Messapparatur ist am 29. Oktober in der renommierten amerikanischen Zeitschrift Applied Physics Letters erschienen (http://physics.unifr.ch/en/page/125/). Die Publikation wurde honoriert durch die Wahl eines Bildes zur Illustration der Titelseite der Ausgabe 95/17 von Appl. Phys. Lett..
Bislang konnten Magnetfeldkarten von 20 Mitarbeitern des Departements aufgenommen werden. Nur wenige Tage nach dem Erscheinen der Publikation gelang es den Freiburgern erstmals Anomalien in der Magnetfeldkarte eines herzkranken Patienten nachzuweisen.
Dieser Erfolg wurde durch eine Finanzierung von der Velux-Stiftung in den vergangenen 30 Monaten ermöglicht. Leider ist diese Finanzierung Ende September 2009 ausgelaufen. Es ist der Gruppe nicht gelungen neue Geldmittel zu finden, so dass die Forschung an diesem weltweit einzigartigen Gerät Ende des Jahres eingestellt wird. Es wurde jedoch kürzlich ein Sinergia-Antrag beim Nationalfonds eingereicht um das Gerät zum Nachweis von magnetischen Nanopartikeln (einer weiteren vielversprechenden Methode der medizinischen Bildgebung) weiter zu entwickeln. Die Fackel des kardiomagnetischen Nachweises mit optischen Methoden wird von Dr. Georg Bison am Biomedizinischen Zentrum der Universität Jena (Deutschland) weitergetragen werden. Die Doktorarbeit von Herrn Bison in Freiburg hatte die Grundlagen für diese Forschung gelegt und es besteht weiterhin eine fruchtbare Zusammenarbeit zwischen ihm und dem Freiburger Team.
Referenz der Publikation:
G. Bison, N. Castagna, A. Hofer, P. Knowles, J.-L. Schenker, M. Kasprzak, H. Saudan, and A. Weis,
A room temperature 19-channel magnetic field mapping device for cardiac signals,
Appl. Phys. Lett. 95, 173701 (2009)
Kontakt:
Prof. Antoine Weis
Departement für Physik
Universität Freiburg
Chemin du Musée 3
T .: +41 26 300 90 30
antoine.weis@unifr.ch
Webseite der Gruppe:
http://physics.unifr.ch/de/page/56/
UNIFR-News im Zusammenhang mit dieser Arbeit
• Publications du groupe FRAP en magnétométrie optique (web link)
• Renommierte Auszeichnung für Freiburger Physiker (web link)
• Généreux soutien aux sciences naturelles (web link)
• Herzdiagnosemethode mit 1.4 Mio EUR gefördert (web link)