아셀 산의 자기 입자 이미징 연구

자기 입자 이미징 (MPG)은 2005 년에 등장한 새로운 이미징 방법입니다. 다양한 방식 (혈관 접근, 호흡, 국소 주입 등)으로 신체에 투여 할 수있는 자기 나노 입자는 MPG와 함께 자기장을 사용하여 이미지화 할 수 있습니다. MPG는 인체에 ​​해를 끼치 지 않는 산화철 기반 나노 입자를 사용하고, 고해상도 이미지를 실시간 또는 거의 실시간으로 획득 할 수 있으며, 신체의 모든 부분을 깊이 제약없이 볼 수 있으며, 전리 방사선을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 사용하지 않습니다. 혈관 조영술, 종양 영상, 체내 출혈 영상, 줄기 세포 모니터링 및 기능적 뇌 영상과 같은 다양한 의료 응용 분야에서 MPG를 사용하기위한 연구가 진행 중입니다.

자기 입자 이미징 방법의 기본 작동 원리

직경이 5 nm에서 100 nm 범위인 자성 나노입자는 일반적으로 산화철(Fe304/Fe2O3) 코어와 이 코어 주위에 코팅된 폴리머로 구성됩니다. 이러한 직경에서 산화철은 초상자성 특성을 나타냅니다. 즉, 환경에 자기장이 없을 때 평균 자화는 XNUMX이지만 자기장이 가해지면 이 자기장의 방향으로 빠르게 자화됩니다. 핵의 폴리머 코팅은 입자가 결합하는 것을 방지하고 신체의 면역 체계에 의해 감지되고 파괴되는 것을 방지합니다. 이러한 방식으로 체내 나노입자의 순환시간이 연장된다. 또한 항체, 약물, 효소, 핵산 등의 분자를 고분자에 부착시켜 나노입자를 기능화하는 것도 가능하다. 따라서, 입자는 신체 외부로부터의 이미징, 표적 세포(예를 들어, 종양 세포)에 대한 결합, 약물 수송 및 방출과 같은 특징을 가질 수 있다.

이름으로 인해 Magnetic Particle Imaging은 MRI (Magnetic Resonance Imaging)와 혼동 될 수 있습니다. 그러나이 두 가지 방법은 작동 원리와 얻은 이미지 측면에서 완전히 다릅니다. MRI에서는 조직을 해부학 적으로 볼 수 있지만 MPG 이미지에서는 조직을 볼 수 없으며 신체에 제공되는 자기 나노 입자 만 표시됩니다. 따라서 해부학 적 이미지와 나노 입자 이미지는 서로 간섭하지 않으며 절대적인 나노 입자 밀도에 따라 이미징이 가능하다.

MPG 방식에서는 이미지 영역에서 자기장이 제로화되는 영역 (자기장이없는 영역-MAB)이 생성됩니다. MAB 주변의 자기장 밀도가 낮기 때문에이 영역에있는 나노 입자의 자화 벡터는 임의의 방향입니다. MAB에서 멀어 질수록 자기장의 강도가 커집니다. 강한 자기장에서 나노 입자의 자화는인가 된 자기장 (자기 포화 상태)과 같은 방향으로 정렬됩니다. 시변 균질 자기장이 가해지면 MAB 이외의 나노 입자가 포화 상태이기 때문에이 자기장은 반응 할 수 없습니다. MAB 주변의 나노 입자는 빠르게 반응하여 자화됩니다. 이 자화 신호는 수신 코일을 사용하여 수신됩니다. MAB는 나노 입자 밀도에 비례하는 이미지를 얻기 위해 이미징 영역 내에서 전자적으로 및 / 또는 기계적으로 스캔됩니다.

아셀 산 연구

아직 인간 크기의 상용 MPG 장치는 없습니다. 아셀 산 연구소에서 독자적인 프로토 타입 MPG 시스템이 개발되었습니다. 중재 적 응용을 고려하여 새로운 개방형 시스템 아키텍처가 제안되었고 미국 특허가 획득되었습니다. 이 시스템에서는 조직에서 선형 자기장이없는 영역을 스캔하여 높은 신호 대 잡음비를 얻고 넓은 영역을 더 빠르게 스캔 할 수 있습니다. 그러나 개방형 구성은 폐쇄 형 시스템보다 환자에게 훨씬 더 편안합니다. 직경 60mm의 영역을 스캔 할 수있는 ASELSAN MPG 프로토 타입 시스템에서 작은 동물 실험을 수행 할 수 있습니다. 시스템에서 분해능과 감도를 측정하고, 혈관 폐색 감지 가능성을 확인하기 위해 팬텀 실험을 수행했습니다.

2020 년 XNUMX 월에 자체 자금을 지원하는 프로젝트를 시작으로 인간 크기의 MPG 스캐너 개발 작업이 시작되었습니다. 자기 공명 영상에이 스캐너를 사용하기위한 연구도 계획되어 있습니다. 이러한 방식으로 MR 이미지로 해부학 적 정보를 얻을 수 있고 MPG로 나노 입자를 볼 수 있습니다.