Das UKB beabsichtigt, das Gerät im Rahmen eines
Verhandlungsverfahrens ohne Teilnahmewettbewerb gemäß § 17 Abs. 5 VgV zu beschaffen. Dabei konnte ausschließlich mit der Bruker BioSpin GmbH & Co. KG verhandelt werden. Dieses Vorgehen ist mit Blick auf § 14 Abs. 4 Nr. 2 b) VgV zulässig, weil technische Alleinstellungsmerkmale bestehen.
Ein bedeutender Schwerpunkt der AG Kardiovaskuläre Bildgebung ist die Entwicklung neuer Methoden und Anwendungen für die Kleintier-MRT insbesondere für die Herzbildgebung. Diese neuen Techniken finden durch die Integration des MR-Systems als Core Facility unmittelbar Anwendung. Die technische Ausstattung des beantragten NMR-Spektrometers mit Microimagingeinheit nach dem aktuellen Stand der Technik ist dabei maßgeblich zur Umsetzung der derzeitigen und geplanten Forschungsprojekte. Neben Experimenten an ex vivo Gewebeproben und Organoiden zur MR-Mikroskopie sind hauptsächlich Messungen an Mäusen geplant, wodurch sich die allgemeinen Geräteanforderungen begründen. Um trotz der kleinen Proben-/Körpermaße Bilder mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung für die Analyse von funktionellen und molekularen/metabolischen aber auch morphologischen Organveränderungen akquirieren zu können, sind hohe Magnetfelder unabdingbar. Es haben sich hohe Feldstärken von 9.4 T als die beste Option in Bezug auf Bildauflösung, Signal-Rausch-Verhältnis und Feldhomogenität erwiesen. Ferner muss die Betriebssoftware des Scanners über vielseitige Bildgebungs- und Spektroskopie-Sequenzen mit entsprechenden Sourcecodes verfügen. Diese müssen in eine Programmierumgebung eingebettet sein, so dass die Modifikation bestehender sowie die Implementierung neuer Pulssequenzen gewährleistet ist. Dadurch kann auch zukünftig die Entwicklung neuer projektspezifischer Pulssequenzen sichergestellt werden. Von Anfang an lag die Entscheidung auf einem 400 MHz WB NMR-Spektrometer mit Microimagingeinheit. Diese Geräte zeichnen sich durch eine sehr hohe Feldstabilität und starke Gradientenfelder aus, die ideale Voraussetzungen für spektroskopische und spektroskopisch-bildgebende Verfahren wie CEST (Chemical Exchange Saturation Transfer) bieten und zudem optimale Bedingungen für hochauflösende, insbesondere mikroskopische Bildaufnahmen mittels DTI (Diffusion Tensor Imaging) schaffen.
Ferner können im Vergleich zu traditionellen horizontalen Kleintier-MR-Tomographen sowohl die Gerätekosten als auch Folgekosten/Wartungskosten so gering wie möglich gehalten werden - Kostenersparnis ca. 50%, bei gleichzeitig höherer Feldstabilität.
Um in der experimentellen MRT für verschiedene Projekte und Fragestellungen die optimale technische Konfiguration zu etablieren (u.a. Spulen-Setup, Gradientenstärke), müssen verschiedene instrumentelle Möglichkeiten mit spezifischen Stärken zur Verfügung stehen. Durch Kompromisse in der Scanzeit, in der Bildauflösung, im Gewebekontrast und in der Objektgröße kann das optimale Spulen-Setup sowie die optimale Gradientenstärke für ein spezifisches Objekt und eine spezifische Fragestellung festgelegt werden. In Anlehnung an die aktuellen und zukünftigen Projekte sind die folgenden Spezifikationen notwendig. Zur optimalen Bildgebung von sowohl mikroskopischer Strukturen in ex vivo Proben als auch von in vivo Studien an der Maus muss das 400 MHz WB NMR-Spektrometer über folgende Komponenten verfügen: Betriebssystem mit Programmierumgebung und vielfältigen Sequenzen, Akquisitionsstrategien und Bildrekonstruktionsalgorithmen, Microimaging-Hardware, Gradientensysteme mit unterschiedlichen Gradientenstärken, Unterschiedliche Spulen-Setups, eine Cryoplattform für eine Cryospule. Es gibt zahlreiche Firmen, die NMR-Spektrometer anbieten, darunter Bruker, Jeol, Thermo Fisher Scientific, Oxford Instruments, Nanalysis, Anasazi Instruments, Q Magnetics und Magritek. Hochfeld-NMR-Spektrometer mit einer Feldstärke von 9,4 T werden jedoch ausschließlich von Bruker und Jeol angeboten. Die Geräte der Firma Jeol verfügen weder über eine Microimagingeinheit zur Akquisition von Bilddaten noch über die für eine hochaufgelöste Bildgebung erforderlichen Gradientenstärken (1,5 T und 3 T). Sie ermöglichen daher lediglich die Erfassung spektroskopischer Daten, nicht jedoch die Durchführung bildgebender Verfahren. Zudem fehlt entsprechendes in vivo Zubehör einschließlich Monitoring zur Durchführung von in vivo Messungen sowie zur Synchronisation von Atmung und Herzschlag mit der Datenakquisition (siehe Stellungnahme anbei). Damit erfüllt ausschließlich die Firma Bruker als Hersteller die für das beantragte Gerät erforderlichen Spezifikationen. Verschiedene Patente unterstreichen diese Alleinstellungsmerkmale.
Nachfolgend werden die Geräteanforderungen mit projektspezifischen Zielstellungen begründet:
Magnetfeld: Die Magnetfeldstärke soll 9,4 T betragen. Dadurch kann der beste Kompromiss in Bezug auf Bildauflösung, Signal-Rausch-Verhältnis und Feldhomogenität für ein großes Probenkollektiv im Rahmen von ex vivo und in vivo Studien erreicht werden.
Microimagingeinheit: Das Microgradientensystem eines NMR-Spektrometers mit Microimagingeinheit ermöglicht die präzise Erzeugung von Gradienten in allen drei Raumrichtungen (X, Y, Z) und bildet damit die Grundlage für eine hochauflösende dreidimensionale Bildgebung. Durch die Kombination von Slice Selection, Phase Encoding und Frequency Encoding können sowohl volumetrische anatomische Bilder als auch spektroskopische Daten mit räumlicher Auflösung erzeugt werden.
Betriebssystem: Das Betriebssystem Paravision von Bruker ist eine spezialisierte Softwareplattform für die Steuerung und Auswertung von präklinischen MRT- und MRS-Messungen und in der Basisausstattung enthalten. Es integriert sämtliche Schritte des Workflows - von der Sequenzprogrammierung und -steuerung über die Datenaufnahme bis hin zur Rekonstruktion und Auswertung der Bild- und Spektraldaten.