Magneettipartikkelikuvaus (MPG) on uusi kuvantamismenetelmä, joka otettiin käyttöön vuonna 2005. Magneettisia nanohiukkasia, joita voidaan antaa keholle eri tavoin (verisuonien pääsy, hengitys, paikallinen injektio jne.), Voidaan kuvata käyttämällä magneettikenttiä MPG: llä. MPG: llä on etuja, kuten rautaoksidipohjaisten nanohiukkasten käyttö, jotka eivät vahingoita kehoa, korkean resoluution kuvia voidaan saada reaaliajassa tai lähes reaaliajassa, mitä tahansa kehon osaa voidaan tarkastella ilman syvyysrajoituksia ja ionisoiva säteily ei ole käytetty. Tutkimukset ovat käynnissä MPG: n käytöstä monissa erilaisissa lääketieteellisissä sovelluksissa, kuten angiografia, kasvainkuvantaminen, kehon sisäisten verenvuotojen kuvaaminen, kantasolujen seuranta ja aivojen toiminnallinen kuvantaminen.
Magneettisten hiukkasten kuvantamismenetelmän perustoimintaperiaatteet
Magneettiset nanohiukkaset, joiden halkaisija on 5 - 100 nm, koostuvat yleensä rautaoksidin ytimestä (Fe304 / Fe2) ja polymeeristä, joka on päällystetty tämän ytimen ympärille. Rautaoksidilla on superparamagneettisia ominaisuuksia näissä halkaisijoissa. Toisin sanoen, vaikka niiden keskimääräinen magnetisaatio on nolla, kun ympäristössä ei ole magneettikenttää, ne magnetisoituvat nopeasti tämän kentän suuntaan, kun magneettikenttää käytetään. Ytinten päällystäminen polymeerillä estää hiukkasten sulautumisen ja estää kehon immuunijärjestelmän tuhoamisen. Tällä tavoin nanohiukkasten kiertoaika kehossa pidentyy. Lisäksi on mahdollista funktionalisoida nanohiukkasia sitomalla molekyylejä, kuten vasta-aineita, lääkkeitä, entsyymejä, nukleiinihappoja polymeereihin. Täten hiukkasille voidaan antaa ominaisuuksia, kuten ulkoinen näyttö, sitoutuminen kohdesoluihin (esim. Kasvainsolut), lääkkeen kuljettaminen ja vapautuminen.
Magneettipartikkelikuvaus, nimensä vuoksi, voidaan sekoittaa magneettikuvauskuvantamiseen (MRI). Nämä kaksi menetelmää eroavat kuitenkin täysin toisistaan sekä toimintaperiaatteen että saatujen kuvien suhteen. Vaikka kudoksia tarkastellaan anatomisesti MRI: ssä, kudokset eivät ole näkyvissä MPG-kuvissa, vain keholle annetut magneettiset nanohiukkaset näytetään. Siten anatominen kuva ja nanohiukkaskuva eivät häiritse toisiaan ja kuvantaminen voidaan suorittaa absoluuttisesta nanohiukkastiheydestä riippuen.
MPG-menetelmässä luodaan vyöhyke (magneettikentän vapaa alue - MAB), jossa magneettikenttä nollataan kuvatussa tilassa. Koska magneettikentän tiheys MAB: n ympärillä on pieni, nanohiukkasten magnetisaatiovektorit tällä alueella ovat sattumanvaraisia. Mitä kauempana MAB: sta, sitä suurempi magneettikentän voimakkuus. Nanohiukkasten magnetoituminen voimakkaassa magneettikentässä kohdistuu samaan suuntaan kuin käytetty magneettikenttä (magneettinen kyllästystila). Kun käytetään vaihtelevaa homogeenista magneettikenttää, tämä magneettikenttä ei voi reagoida, koska muut nanohiukkaset kuin MAB ovat tyydyttyneessä tilassa. MAB: n ympärillä olevat nanohiukkaset reagoivat nopeasti ja magnetoituvat. Tämä magnetointisignaali vastaanotetaan vastaanottokäämeillä. MAB skannataan elektronisesti ja / tai mekaanisesti kuvantamisalueella nanopartikkelitiheyteen verrannollisen kuvan saamiseksi.
Opinnot ASELSANissa
Maailmassa ei ole vielä ihmisen kokoista kaupallista MPG-laitetta. ASELSAN-tutkimuskeskuksessa on kehitetty ainutlaatuinen MPG-prototyyppi. Interventiohakemusten perusteella on ehdotettu uutta avoimen järjestelmän arkkitehtuuria ja saatu Yhdysvaltain patentti. Tässä järjestelmässä kudoksessa skannataan lineaarinen magneettikentästä vapaa alue, jolloin saadaan korkea signaali-kohinasuhde, ja suuret alueet on mahdollista skannata nopeammin. Avoimet kokoonpanot ovat kuitenkin potilaille paljon mukavampia kuin suljetut järjestelmät. ASELSAN MPG -prototyyppijärjestelmässä voidaan tehdä pieniä eläinkokeita, jotka voivat skannata halkaisijaltaan 60 mm: n alueen. Resoluutio- ja herkkyysmittaukset tehtiin järjestelmässä, ja suoritettiin fantomikokeet verisuonitukoksen havaitsemisen toteutettavuuden osoittamiseksi.
Elokuussa 2020 käynnistetyn omarahoitteisen projektin avulla on aloitettu ihmiskokoisen MPG-skannerin kehittäminen. Tutkimusta suunnitellaan myös tämän skannerin käytöstä magneettikuvantamiseen. Tällä tavalla anatomisia tietoja voidaan saada MR-kuvilla ja nanohiukkasia voidaan tarkastella MPG: llä.
Ole ensimmäinen, joka kommentoi