Kajian Pengimejan Zarah Magnetik ASELSAN

Magnetic Particle Imaging (MPG) adalah kaedah pengimejan baru yang muncul pada tahun 2005. Nanopartikel magnetik yang dapat diberikan ke tubuh dengan cara yang berbeza (akses vaskular, pernafasan, suntikan tempatan, dan lain-lain) dapat digambarkan menggunakan medan magnet dengan MPG. MPG mempunyai kelebihan seperti penggunaan nanopartikel berasaskan oksida besi yang tidak membahayakan tubuh, gambar beresolusi tinggi dapat diperolehi dalam waktu nyata atau hampir masa nyata, mana-mana bahagian badan dapat dilihat tanpa batasan kedalaman dan sinaran pengion tidak terpakai. Kajian penyelidikan sedang dijalankan untuk penggunaan MPG dalam berbagai aplikasi perubatan seperti angiografi, pencitraan tumor, pencitraan pendarahan intra-tubuh, pemantauan sel induk, dan pencitraan otak yang berfungsi.

Prinsip Operasi Asas Kaedah Pengimejan Zarah Magnetik

Nanopartikel magnetik, berukuran diameter dari 5 nm hingga 100 nm, biasanya terdiri daripada inti besi oksida (Fe304 / Fe2O3) dan polimer yang dilapisi di sekitar teras ini. Besi oksida menunjukkan sifat superparamagnetik dalam diameter ini. Dengan kata lain, sementara magnetisasi rata-rata mereka adalah sifar ketika tidak ada medan magnet di persekitarannya, magnet tersebut cepat dimagnetkan ke arah medan ini ketika medan magnet diterapkan. Melapisi inti dengan polimer mencegah zarah-zarah menyatu dan mencegah kemusnahan oleh sistem imun badan. Dengan cara ini, masa peredaran nanopartikel dalam badan dilanjutkan. Di samping itu, mungkin untuk mengaktifkan nanopartikel dengan mengikat molekul seperti antibodi, ubat, enzim, asid nukleik kepada polimer. Oleh itu, zarah-zarah dapat diberikan sifat seperti paparan luaran, mengikat sel sasaran (misalnya sel tumor), pengangkutan dan pembebasan ubat.

Magnetic Particle Imaging, kerana namanya, dapat dikelirukan dengan Magnetic Resonance Imaging (MRI). Walau bagaimanapun, kedua-dua kaedah ini sama sekali berbeza antara satu sama lain dari segi prinsip kerja dan gambar yang diperoleh. Walaupun tisu dilihat secara anatomi dalam MRI, tisu tidak dapat dilihat dalam gambar MPG, hanya nanopartikel magnetik yang diberikan kepada badan yang dipaparkan. Oleh itu, imej anatomi dan gambar nanopartikel tidak saling mengganggu dan pencitraan dapat dilakukan bergantung pada kepadatan nanopartikel mutlak.

Dalam kaedah MPG, zon (medan bebas medan magnet - MAB) di mana medan magnet disifatkan di kawasan yang dicitrakan. Oleh kerana ketumpatan medan magnet di sekitar MAB rendah, vektor magnetisasi partikel nanopartikel di rantau ini berada dalam arah rawak. Semakin jauh dari MAB, semakin besar intensiti medan magnet. Kemagnetan nanopartikel dalam medan magnet intens diselaraskan ke arah yang sama dengan medan magnet yang digunakan (keadaan tepu magnetik). Apabila medan magnet homogen yang berbeza-beza digunakan, medan magnet ini tidak dapat bertindak balas kerana partikel nano selain MAB berada dalam keadaan tepu. Nanopartikel di sekitar MAB bertindak balas dengan cepat dan menjadi magnet. Isyarat kemagnetan ini diterima menggunakan gegelung penerima. MAB diimbas secara elektronik dan / atau secara mekanikal di dalam kawasan pengimejan untuk mendapatkan imej yang sebanding dengan kepadatan nanopartikel.

Pengajian di ASELSAN

Belum ada peranti MPG komersial bersaiz manusia di dunia. Sistem MPG prototaip yang unik telah dibangunkan di Pusat Penyelidikan ASELSAN. Dengan mempertimbangkan aplikasi intervensi, seni bina sistem terbuka baru dicadangkan dan paten AS diperoleh. Dalam sistem ini, kawasan bebas medan magnet linier diimbas di dalam tisu, oleh itu nisbah isyarat terhadap bunyi tinggi diperoleh, dan mungkin untuk mengimbas kawasan besar dengan lebih cepat. Walau bagaimanapun, konfigurasi sisi terbuka jauh lebih selesa untuk pesakit daripada sistem tertutup. Adalah mungkin untuk melakukan eksperimen haiwan kecil dalam sistem prototaip ASELSAN MPG, yang dapat mengimbas kawasan dengan diameter 60 mm. Resolusi dan pengukuran kepekaan dibuat dalam sistem, dan eksperimen hantu dilakukan untuk menunjukkan kemungkinan mengesan oklusi vaskular.

Dengan projek yang dibiayai sendiri yang dilancarkan pada bulan Ogos 2020, usaha untuk membangunkan pengimbas MPG berukuran manusia telah dimulakan. Penyelidikan juga dirancang untuk penggunaan pengimbas ini untuk pengimejan Magnetic Resonance. Dengan cara ini, maklumat anatomi dapat diperoleh dengan gambar MR dan nanopartikel dapat dilihat dengan MPG.