Magnetic Particle Imaging (MPG) er en ny billeddannelsesmetode, der opstod i 2005. Magnetiske nanopartikler, der kan administreres til kroppen på forskellige måder (vaskulær adgang, åndedræt, lokal injektion osv.) Kan afbildes ved hjælp af magnetfelter med MPG. MPG har fordele som brugen af jernoxidbaserede nanopartikler, der ikke skader kroppen, billeder med høj opløsning kan opnås i realtid eller næsten i realtid, enhver del af kroppen kan ses uden dybdebegrænsninger, og ioniserende stråling er anvendes ikke. Forskning er i gang med anvendelse af MPG i en bred vifte af medicinske anvendelser såsom angiografi, tumorbilleddannelse, billeddannelse af blødninger inden for kroppen, overvågning af stamceller og funktionel hjernedannelse.
Grundlæggende driftsprincipper for magnetisk partikelbilleddannelsesmetode
Magnetiske nanopartikler med diametre fra 5 nm til 100 nm består normalt af en kerne af jernoxid (Fe304/Fe2O3) og en polymer coatet omkring denne kerne. Ved disse diametre viser jernoxid superparamagnetiske egenskaber. Med andre ord, mens deres gennemsnitlige magnetisering er nul, når der ikke er noget magnetfelt i miljøet, magnetiseres de hurtigt i retning af dette felt, når et magnetfelt påføres. Polymerbelægningen af kernerne forhindrer partiklerne i at kombinere og forhindrer dem i at blive opdaget og ødelagt af kroppens immunsystem. På denne måde forlænges cirkulationstiden for nanopartikler i kroppen. Derudover er det muligt at funktionalisere nanopartikler ved at binde molekyler som antistoffer, lægemidler, enzymer, nukleinsyrer til polymerer. Således kan partikler forsynes med funktioner såsom billeddannelse uden for kroppen, binding til målceller (f.eks. tumorceller), lægemiddeltransport og frigivelse.
Magnetic Particle Imaging kan på grund af dets navn forveksles med Magnetic Resonance Imaging (MRI). Disse to metoder er imidlertid helt forskellige fra hinanden med hensyn til både arbejdsprincippet og de opnåede billeder. Mens væv ses anatomisk i MR, er væv ikke synlige i MPG-billeder, kun magnetiske nanopartikler, der gives til kroppen, vises. Således forstyrrer det anatomiske billede og nanopartikelbilledet ikke hinanden, og billeddannelse kan foretages afhængigt af den absolutte nanopartikeltæthed.
I MPG-metoden oprettes en zone (magnetfeltfri zone - MAB), hvor magnetfeltet nulstilles i det viste område. Da magnetfeltdensiteten omkring MAB er lav, er magnetiseringsvektorerne af nanopartikler i denne region i tilfældige retninger. Jo længere væk fra MAB, jo større er intensiteten af magnetfeltet. Magnetiseringen af nanopartikler i det intense magnetfelt er justeret i samme retning som det påførte magnetfelt (magnetisk mætningstilstand). Når der anvendes et tidsvarierende homogent magnetfelt, kan dette magnetfelt ikke reagere, fordi andre nanopartikler end MAB er i en mættet tilstand. Nanopartikler omkring MAB reagerer hurtigt og bliver magnetiseret. Dette magnetiseringssignal modtages ved hjælp af modtagende spoler. MAB'en scannes elektronisk og / eller mekanisk inden for billedbehandlingsområdet for at opnå et billede, der er proportionalt med nanopartikeltætheden.
Undersøgelser i ASELSAN
Der er endnu ingen kommerciel MPG-enhed i menneskelig størrelse i verden. En unik prototype MPG-system er blevet udviklet på ASELSAN Research Center. I betragtning af de interventionelle applikationer blev der foreslået en ny open systemarkitektur, og der blev opnået et amerikansk patent. I dette system scannes et lineært magnetfeltfrit område i vævet, således opnås et højt signal / støjforhold, og det er muligt at scanne store områder hurtigere. Imidlertid er åbnesidede konfigurationer meget mere behagelige for patienter end lukkede systemer. Det vil være muligt at udføre små dyreforsøg i ASELSAN MPG-prototypesystemet, som kan scanne et område med en diameter på 60 mm. Opløsnings- og følsomhedsmålinger blev foretaget i systemet, og fantomeksperimenter blev udført for at vise muligheden for at detektere vaskulær okklusion.
Med et selvfinansieret projekt, der blev lanceret i august 2020, er arbejdet med at udvikle en human størrelse MPG-scanner påbegyndt. Der er også planlagt forskning i brugen af denne scanner til magnetisk resonansbilleddannelse. På denne måde kan anatomisk information opnås med MR-billeder, og nanopartikler kan ses med MPG.
Vær den første til at kommentere