Studientyp: Therapeutische Studie (experimentelle Studie)

No influence of magnetic fields on cell cycle progression using conditions relevant for patients during MRI med./bio.

[Kein Einfluss von Magnetfeldern auf die Zellzyklus-Abfolge unter Verwendung von Bedingungen, die für Patienten während des MRI relevant sind]

Von: Schiffer IB, Schreiber WG, Graf R, Schreiber EM, Jung D, Rose DM, Hehn M, Gebhard S, Sagemuller J, Spiess HW, Oesch F, Thelen M, Hengstler JG
Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2003; 24 (4): 241-250
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Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte untersucht werden, ob die Exposition in magnetischen Feldern, relevant für die Magnetresonanztomographie (MRI) in der klinischen Routine, die Zellzyklus-Abfolge in zwei Tumorzellinien in vitro beeinflusst.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1:
Expositionsdauer: kontinuierlich für 2 h
Exposition 2:
Expositionsdauer: kontinuierlich für 4 h oder 24 h
Exposition 3: 100–200 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend, 40 s an/20 s aus, für 2 h
Exposition 4: 100–200 Hz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend, 40 s an/20 s aus, für 2 h oder 24 h
Exposition 5: 63,559 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend, 50 s an/10 s aus, für 1 h
Exposition 6: 100 Hz–63,559 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend für 1 h wie in E3 plus E5?

Allgemeine Informationen

Exposure to MFs was performed as described by Schreiber et al. [2001]. The exposed samples were located in the homogeneous center of the magnet at the isocenter of the gradient system.

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 2 h
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • clinical MR scanner
Aufbau For all exposures in the 1.5 T static field, T-25 cell culture bottles containing the cell suspensions were placed in a Styropor container within a heat-accumulator maintained at 36 ± 1 °C. The container was placed in the magnetic isocenter of the MR scanner.
Zusatzinfo Three different controls were also performed in three different places and under different climatic conditions.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,5 T - gemessen - -
Zusätzliche Parameterdetails

As a positive control, cells were exposed to 8 Gy γ irradiation from a 137Cs source at an observed dose rate of 5 Gy/min.

Mess- und Berechnungsdetails

The homogeneous region and the MF strength were determined with a Hall effect sensor and NMR measurements.

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 4 h oder 24 h
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • 89 mm bore superconducting laboratory NMR magnet system
Aufbau The test vials, as well as the control samples, were kept at 37 °C by water pumped through rubber tubes surrounding the vials since the bore of the 7.05 T magnet was too small for the Styropor containers.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 7,05 T - gemessen - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 100–200 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer intermittierend, 40 s an/20 s aus, für 2 h
Zusatzinfo static MF with an additional time-varying bipolar gradient MF having spectral lines mainly at 100 and 200 Hz
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 6 ms
Folgefrequenz 100 Hz
Pulsart biphasisch
Zusatzinfo

trapezoidal
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • same setup as in E1 or E2
Aufbau The gradient MF was parallel to the static MF with its amplitude changing in a direction parallel to the cell flasks. The distance from the outer extension of the culture bottle which contained the tumour cells, to the magnet isocenter in the direction of the gradient field was less than 2.5 cm.
Zusatzinfo The full amplitude of the gradient field was present at the isocenter of the magnet.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,5 T - gemessen - -
magnetische Flussdichte 7,05 T - gemessen - -
Zusätzliche Parameterdetails

The bipolar gradient MF of ± 10 mT/m amplitude and a slew rate of ± 10 mT/m/ms induced a maximum position dependent MF variation of 0.25 T/s in addition to the static MF. The static MF was not switched off during the measurements.

Mess- und Berechnungsdetails

The power spectrum of the gradient MF was calculated by Fourier transformation of the time course.

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 100–200 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer intermittierend, 40 s an/20 s aus, für 2 h oder 24 h
Zusatzinfo static MF with an additional time-varying bipolar gradient MF having spectral lines mainly at 100 and 200 Hz
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 6 ms
Folgefrequenz 100 Hz
Pulsart biphasisch
Zusatzinfo

trapezoidal
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • same setup as in E2
Aufbau The exposure geometry was equivalent to the experimental settings at the 1.5 T system.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 7,05 T - gemessen - -
Zusätzliche Parameterdetails

The bipolar gradient MF of ± 100 mT/m amplitude and a slew rate of ± 100 mT/m/ms induced a maximum position dependent MF variation of 1 T/s in addition to the static MF. The static MF was not switched off during the measurements.

Exposition 5

Hauptcharakteristika
Frequenz 63,559 MHz
Typ
Polarisation
Expositionsdauer intermittierend, 50 s an/10 s aus, für 1 h
Zusatzinfo static MF with an additional pulsed RF MF
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 1 ms
Folgefrequenz 50 Hz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • gleicher Aufbau wie Exposition 1
  • plus extremity coil for RF MF
Aufbau The RF MF was generated by an extremity coil connected to the MR scanner and applied in a direction perpendicular to the static MF.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,5 T - gemessen - statisch
magnetische Flussdichte 5,8 µT Spitzenwert gemessen - HF
Mess- und Berechnungsdetails

To calibrate the amplitude of the RF pulses, the automatic transmitter adjustment feature of the MR scanner was used. The static MF was not switched off during the measurements.

Exposition 6

Hauptcharakteristika
Frequenz 100 Hz–63,559 MHz
Typ
Signalform
Polarisation
Expositionsdauer intermittierend für 1 h wie in E3 plus E5?
Zusatzinfo static MF with an additional time-varying bipolar gradient MF, having spectral lines mainly at 100 and 200 Hz, and an additional pulsed RF MF
Modulation
Modulationsart s. Zusatzinfo, gepulst
Zusatzinfo

as in E3 plus E5
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • same setup as in E3 plus E5
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1,5 T - gemessen - statisch
magnetische Flussdichte 5,8 µT Spitzenwert gemessen - HF
Zusätzliche Parameterdetails

The bipolar gradient MF of ± 10 mT/m amplitude and a slew rate of ± 10 mT/m/ms induced a maximum position dependent MF variation of 0.25 T/s in addition to the static MF. The static MF was not switched off during the measurements.

Referenzartikel

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Es konnten keine nachweisbaren Effekte magnetischer Felder, die für die Magnetresonanztomographie in der klinischen Bildgebungsroutine genutzt werden, in Zellzyklus-Analysen beobachtet werden, unter Verwendung gut etablierter menschlicher HL60 Leukämie-Zellen und einer zweiten Leukämie-Zelllinien (EA2 Zellen).

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch