27 липня, 2023
Фізики та лікарі розробляють нову безрадіаційну техніку візуалізації
Такі методи візуалізації, як комп’ютерна томографія, магнітно-резонансна томографія, позитронно-емісійна томографія та ультразвук, стали незамінними в медичному світі. Кожен метод не тільки відкриває унікальне уявлення про організм, але й дає змогу лікарям робити висновки про дефекти або функціональні процеси в тілі пацієнта.
Групі фізиків і лікарів із Вюрцбурзького університету ім. Юліуса Максиміліана вдалося створити ще одну безрадіаційну технологію візуалізації, готову до використання на людях, яка називається магнітно-порошковою візуалізацією (MPI). За допомогою портативного сканера, який вони розробили, можна, серед іншого, візуалізувати динамічні процеси в організмі людини, такі як кровотік.
Магнітно-порошкова візуалізація — це техніка, яка, як зрозуміло з назви, базується на прямій візуалізації магнітних наночастинок. Такі наночастинки не потрапляють в організм людини природним шляхом і повинні вводитися як маркери. «Як і у випадку з позитронно-емісійною томографією, яка базується на введенні радіоактивних речовин як маркерів, цей метод має велику перевагу в тому, що він чутливий і швидкий, без фонових сигналів від тканини чи кістки, що заважають дослідженню», — пояснює Фолькер Бер.
MPI базується не на виявленні гамма-променів від радіоактивного маркера, як-от позитронно-емісійна томографія, а на сигналі відповіді магнітних наночастинок на магнітні поля, які змінюються із часом. У цьому процесі намагніченість наночастинок спеціально маніпулюється за допомогою зовнішніх магнітних полів, завдяки чому можна виявити не тільки їх присутність, але і їхнє просторове положення в тілі людини.
Ідея MPI не нова. Ще у 2005 році компанія Philips змогла показати перші зображення цього нового підходу на невеликому демонстраторі, який, однак, міг знімати зразки розміром лише в кілька сантиметрів. Розробка пристроїв, придатних для обстеження людей, виявилася складнішою, ніж очікувалося, що призвело до великих важких і дорогих конструкцій. У 2018 році команда під керівництвом професора Фолькера Бера та Патріка Фогеля знайшла новий спосіб реалізації складних магнітних полів, необхідних для отримання зображень, у набагато меншій конструкції. У багаторічному дослідницькому проєкті вченим вдалося реалізувати нову концепцію в сканері MPI (інтервенційна магнітно-часткова візуалізація — iMPI), спеціально розробленому для втручання.
Джерело: https://www.nature.com/articles/s41598-023-37351-2