Magnetische nanodeeltjes hebben interessante eigenschappen die hen zeer geschikt maken voor verschillende biomedische toepassingen. Bijvoorbeeld, dankzij hun kleine afmetingen zijn ze in staat om vrijwel elk gebied in het menselijk lichaam te bereiken. Bovendien kunnen ze vanop afstand gestuurd en gedetecteerd worden doordat ze magnetisch zijn. Een belangrijke applicatie is de doelgerichte afgifte van geneesmiddelen. In dit geval worden de magnetische nanodeeltjes ingezet als magnetische omhulsels waarin medicijnen vervat zitten. Op deze manier worden de medicijnen enkel waar nodig toegediend, wat op zijn beurt kleinere dosissen toelaat en de kans op neveneffecten beperkt. Opdat deze toepassingen veilig en efficiënt zouden werken, is het belangrijk om de ruimtelijke verdeling van de deeltjes nauwkeurig te kennen. Huidige medische beeldvormingstechnieken zoals MRI en CT zijn enkel in staat om kwalitatieve beelden van de deeltjesdistributie te genereren die onvoldoende nauwkeurig zijn. Dit heeft als gevolg dat deze applicaties nog niet in de klinische praktijk geïmplementeerd werden. In dit doctoraat worden niet-invasieve methoden ontwikkeld om de kwantitatieve beeldvorming van de deeltjesdistributie te realiseren, zodat deze toepassingen voldoende veilig en efficiënt worden en zo hun weg vinden naar de patiënt.