Исследователи из Института науки и технологий Кванджу улучшают возможности сканирования систем визуализации с использованием магнитных частиц, используемых для медицинской визуализации

Магнитно-порошковая визуализация (MPI) — это новый метод визуализации, основанный на обнаружении суперпарамагнитных наночастиц оксида железа, которые были введены в организм. Магнитные частицы действуют как трассеры и обнаруживаются в ответ на перемещение свободной точки магнитного поля (FFP), которая меняет их магнитное направление. Поскольку эти частицы не существуют в организме человека естественным образом, это делает MPI высокочувствительным и свободным от фонового шума. MPI потенциально может изменить медицинскую визуализацию. Однако доступные в настоящее время коммерческие сканеры часто идут на компромисс между объемом покрытия и разрешением изображения.

В новом исследовании, опубликованном 29 апреля 2022 года в IEEE Transactions on Industrial Electronics, исследователи из Института науки и технологий Кванджу (GIST) в Южной Корее рассмотрели этот вопрос. Они разработали трехмерную (3D) MPI-систему размером с кролика, которая может сканировать большой объем с высоким разрешением. 

«Для MPI с большим диаметром отверстия важно достичь высокого магнитного градиента для высокого разрешения изображения наряду с большим полем зрения (FOV), обеспечивая при этом быстрое сканирование и высокую чувствительность», — объясняет профессор Юнгвон Юн. соответствующий автор исследования.

Это должно было быть сделано без увеличения напряженности магнитного поля или размера системы, поскольку сильные магнитные поля могут вызвать нежелательную стимуляцию периферических нервов в теле пациента, а большие системы требуют более высоких затрат на охлаждение. Чтобы реализовать этот подвиг, исследователи обратились к технике, называемой «амплитудной модуляцией» (AM), которая использует низкоамплитудные высокочастотные поля возбуждения в сочетании с низкочастотными высокоамплитудными возбуждающими полями для быстрого сканирования FFP и обнаружения. магнитные наночастицы. «AM MPI может обеспечить большое поле зрения и хорошее разрешение при минимальных ограничениях стимуляции периферических нервов и требованиях к оборудованию», — говорит Туан-Ань Ле, научный сотрудник GIST, участвовавший в исследовании.

Проверив возможности визуализации своей системы с помощью 3D-фантома, исследователи продемонстрировали, что сканер имеет более высокий магнитный градиент (4 Тл/м/мк0 против 2,5 Тл/м/мк0) и больший объем покрытия (175 616 мм3 против 117 440 мм3). ), чем имеющиеся в продаже сканеры MPI. Используя метод AM, они разработали недорогой небольшой сканер MPI, чтобы продемонстрировать потенциал метода для создания 3D-сканеров с высоким разрешением в масштабе человека.

Поделиться

Источник