ASELSAN的磁性粒子成像研究

磁粉成像（MPG）是2005年出現的一種新的成像方法。 可以使用MPG磁場對可以以不同方式（血管通路，呼吸作用，局部注射等）施予人體的磁性納米粒子進行成像。 MPG具有以下優點：使用基於氧化鐵的納米粒子不會損害人體，可以實時或接近實時獲得高分辨率圖像，可以不受深度限制地觀察人體的任何部位，並且電離輻射可以不曾用過。 關於MPG在各種醫學應用中的使用的研究正在進行中，例如血管造影，腫瘤成像，體內出血成像，幹細胞監測和功能性大腦成像。

磁粉成像方法的基本工作原理

磁性奈米顆粒的直徑範圍為 5 nm 至 100 nm，通常由氧化鐵 (Fe304O2/Fe3OXNUMX) 核和包裹在該核周圍的聚合物組成。 在這些直徑下，氧化鐵表現出超順磁性。 換句話說，當環境中沒有磁場時，它們的平均磁化強度為零，但當施加磁場時，它們會沿著該磁場的方向快速磁化。 用聚合物塗覆細胞核可以防止顆粒聚結，並防止它們被人體免疫系統檢測和破壞。 這樣，奈米顆粒在體內的循環時間就延長了。 此外，還可以透過將抗體、藥物、酵素和核酸等分子與聚合物結合來使奈米顆粒功能化。 因此，顆粒可以被賦予諸如體外成像、與目標細胞（例如腫瘤細胞）結合以及藥物遞送和釋放等功能。

磁粒子成像，由於其名稱，可以與磁共振成像（MRI）混淆。 但是，這兩種方法在工作原理和獲得的圖像方面都完全不同。 在MRI解剖學觀察組織時，在MPG圖像中看不到組織，僅顯示提供給人體的磁性納米顆粒。 因此，解剖圖像和納米顆粒圖像不會相互干擾，並且可以根據納米顆粒的絕對密度進行成像。

在MPG方法中，將創建一個區域（無磁場區域-MAB），在該區域中，成像區域中的磁場為零。 由於MAB周圍的磁場密度較低，因此該區域中納米粒子的磁化矢量處於隨機方向。 離MAB越遠，磁場強度越高。 納米顆粒在強磁場中的磁化方向與施加磁場的方向相同（磁飽和狀態）。 當施加時變的均勻磁場時，該磁場不會發生反應，因為MAB以外的納米粒子處於飽和狀態。 MAB周圍的納米粒子會迅速反應並被磁化。 使用接收線圈接收該磁化信號。 在成像區域內以電子和/或機械方式掃描MAB，以獲得與納米顆粒密度成比例的圖像。

在ASELSAN學習

世界上還沒有人大小的商用MPG設備。 ASELSAN研究中心開發了獨特的MPG原型系統。 考慮到介入性應用，提出了一種新的開放式系統架構，並獲得了美國專利。 在該系統中，在組織中掃描沒有線性磁場的區域，因此獲得了高信噪比，並且可以更快地掃描大區域。 但是，與封閉系統相比，開放式配置對患者而言要舒適得多。 可以在ASELSAN MPG原型系統中進行小型動物實驗，該系統可以掃描直徑為60毫米的區域。 在系統中進行了分辨率和靈敏度測量，並進行了幻像實驗以顯示檢測血管阻塞的可行性。

隨著2020年XNUMX月啟動的自籌資金項目，已經開始了開發人類尺寸MPG掃描儀的工作。 還計劃將這種掃描儀用於磁共振成像方面的研究。 以這種方式，可以利用MR圖像獲得解剖學信息，並且可以利用MPG觀察納米顆粒。