Magnetic Particle Imaging (MPG) er en ny bildemetode som dukket opp i 2005. Magnetiske nanopartikler som kan administreres til kroppen på forskjellige måter (vaskulær tilgang, respirasjon, lokal injeksjon, etc.) kan avbildes ved hjelp av magnetfelt med MPG. MPG har fordeler som bruk av jernoksidbaserte nanopartikler som ikke skader kroppen, bilder med høy oppløsning kan oppnås i sanntid eller nær sanntid, hvilken som helst del av kroppen kan sees uten dybdebegrensninger, og ioniserende stråling er ikke brukt. Forskningsstudier pågår for bruk av MPG i et bredt spekter av medisinske applikasjoner, som angiografi, tumoravbildning, bildebehandling av kroppsblødninger, stamcelleovervåking og funksjonell hjerneavbildning.
Grunnleggende driftsprinsipper for magnetisk partikkelbildemetode
Magnetiske nanopartikler, som varierer i diameter fra 5 nm til 100 nm, består vanligvis av en kjerne av jernoksid (Fe304 / Fe2O3) og en polymer belagt rundt denne kjernen. Jernoksid viser superparamagnetiske egenskaper i disse diametrene. Med andre ord, mens deres gjennomsnittlige magnetisering er null når det ikke er noe magnetfelt i miljøet, blir de raskt magnetisert i retning av dette feltet når magnetfeltet påføres. Belegg av kjernene med polymer hindrer partiklene i å smelte sammen og forhindrer ødeleggelse av kroppens immunsystem. På denne måten utvides sirkulasjonstiden til nanopartikler i kroppen. I tillegg er det mulig å funksjonalisere nanopartikler ved å binde molekyler som antistoffer, medikamenter, enzymer, nukleinsyrer til polymerer. Dermed kan partiklene gis egenskaper som ekstern visning, binding til målceller (f.eks. Tumorceller), medikamenttransport og frigjøring.
Magnetic Particle Imaging, på grunn av navnet, kan forveksles med Magnetic Resonance Imaging (MRI). Imidlertid er disse to metodene helt forskjellige fra hverandre når det gjelder både arbeidsprinsippet og bildene som er oppnådd. Mens vev sees anatomisk i MR, er vev ikke synlig i MPG-bilder, bare magnetiske nanopartikler gitt til kroppen vises. Dermed forstyrrer ikke det anatomiske bildet og nanopartikkelbildet hverandre, og bildebehandling kan lages avhengig av den absolutte nanopartikkeltettheten.
I MPG-metoden opprettes en sone (magnetfeltfri sone - MAB) der magnetfeltet nullstilles i det avbildede området. Siden magnetfeltdensiteten rundt MAB er lav, er magnetiseringsvektorene til nanopartikler i denne regionen i tilfeldige retninger. Jo lenger borte fra MAB, jo høyere magnetfeltintensitet. Magnetiseringen av nanopartikler i det intense magnetfeltet er justert i samme retning som det påførte magnetfeltet (magnetisk metningstilstand). Når det brukes et tidsvarierende homogent magnetfelt, kan ikke dette magnetfeltet reagere fordi andre nanopartikler enn MAB er i mettet tilstand. Nanopartikler rundt MAB reagerer raskt og blir magnetisert. Dette magnetiseringssignalet mottas ved hjelp av mottaksspoler. MAB skannes elektronisk og / eller mekanisk innenfor avbildningsområdet for å oppnå et bilde som er proporsjonalt med nanopartikkeltettheten.
Studier i ASELSAN
Det er ingen kommersiell MPG-enhet i menneskelig størrelse i verden ennå. En unik prototype MPG-system er utviklet ved ASELSAN Research Center. Med tanke på intervensjonsapplikasjonene ble det foreslått en ny åpen systemarkitektur og et amerikansk patent ble oppnådd. I dette systemet skannes et lineært magnetfeltfritt område i vevet, og dermed oppnås et høyt signal / støyforhold, og det er mulig å skanne store områder raskere. Imidlertid er åpne sidekonfigurasjoner mye mer behagelige for pasienter enn lukkede systemer. Det vil være mulig å gjennomføre smådyreksperimenter i ASELSAN MPG-prototypesystemet, som kan skanne et område med en diameter på 60 mm. Oppløsnings- og følsomhetsmålinger ble gjort i systemet, og fantomeksperimenter ble utført for å vise muligheten for å oppdage vaskulær okklusjon.
Med et selvfinansiert prosjekt som ble lansert i august 2020, er arbeidet med å utvikle en menneskelig MPG-skanner igangsatt. Det er også planlagt forskning for bruk av denne skanneren for magnetisk resonansbilder. På denne måten kan anatomisk informasjon fås med MR-bilder og nanopartikler kan sees med MPG.
Vær den første til å kommentere