来自Julius-Maximilians-Universität w
计算机断层扫描、磁共振成像、正电子发射断层扫描和超声波等技术现在是医学领域不可或缺的一部分，提供了对人体解剖学的独家见解。这些技术不仅提供了人体的详细成像，而且还帮助医生识别异常或分析人体的功能过程。
一个由来自Julius-Maximilians-Universität w<e:1> rzburg (JMU)的物理学家和医学专家组成的小组成功开发了一种适合人类使用的创新无辐射成像技术，称为磁颗粒成像(MPI)。他们新发明的便携式扫描仪能够可视化人体的动态过程，比如血液流动。
该大学物理研究所的Volker Behr教授和Patrick Vogel博士负责这项研究;他们已经在《自然科学报告》杂志上发表了研究结果。
一个敏感和快速的选择
磁颗粒成像，顾名思义，是一种基于磁性纳米颗粒直接可视化的技术。这种纳米颗粒不会在人体内自然产生，必须作为标记物给药。Volker Behr解释说:“正电子发射断层扫描依赖于放射性物质作为标记的管理，这种方法具有灵敏和快速的巨大优势，而不会‘看到’来自组织或骨骼的干扰背景信号。”
iMPI扫描仪体积小、重量轻，你可以随身携带，几乎可以在任何地方使用。这是迈向无辐射干预的重要第一步。图片来源:Patrick Vogel / Stefan Herz
MPI不是基于像正电子发射断层扫描这样的放射性标记物对伽马射线的探测，而是基于磁性纳米颗粒对随时间变化的磁场的响应信号。
该论文的第一作者、物理学家帕特里克·沃格尔(Patrick Vogel)说:“在这个过程中，纳米粒子的磁化是在外部磁场的帮助下被特别操纵的，这样不仅可以检测到它们的存在，还可以检测到它们在人体中的空间位置。”
一个小扫描仪，可以获得大的见解
MPI的想法并不新鲜。早在2005年，飞利浦公司就能够在一个小型演示器上展示这种新方法的第一批图像，然而，它只能采集几厘米大小的样本。事实证明，开发适合人体检查的设备比预期的要困难得多，导致了大型、笨重和昂贵的结构。
2018年，由Volker Behr教授和Patrick Vogel教授领导的团队发现了一种新方法，可以在更小的设计中实现成像所需的复杂磁场。在一项由德国研究基金会(DFG)资助的多年研究项目中，科学家们成功地在专门为干预设计的MPI扫描仪(介入性磁颗粒成像- iMPI)中实现了这种新概念。
“我们的iMPI扫描仪体积小、重量轻，你几乎可以把它带到任何地方，”Vogel解释说。与大学医院血管造影的标准设备——特殊x射线设备相比，作者令人印象深刻地证明了扫描仪在同时实时测量中的移动性。由维尔纽斯堡大学医院介入放射科的Thorsten Bley教授和Stefan Herz博士领导的团队从一开始就参与了这个项目，他们对一个真实的血管幻影进行了测量，并评估了第一张图像。
“这是迈向无辐射干预的重要第一步。MPI有可能永远改变这一领域，”该出版物的资深作者斯特凡·赫兹博士说。
研究的下一步
除了使用iMPI设备进行进一步令人兴奋的测量外，两位物理学家现在正在进一步开发他们的扫描仪。主要目标是进一步提高图像质量。
参考文献:“iMPI:用于实时血管内介入的便携式人体大小的磁颗粒成像扫描仪”，P. Vogel, M. A. rckert, C. Greiner, J. gnther, T. Reichl, T. Kampf, T. A. Bley, V. C. Behr和S. Herz, 2023年6月28日，科学报告。DOI: 10.1038 / s41598 - 023 - 37351 - 2
