Врачи и физики разработали новый метод визуализации без излучения
МРТ, КТ, ПЭТ и УЗИ стали незаменимыми в медицинской диагностике. Каждый метод позволяет врачам делать выводы о патологиях или функциональных процессах в организме человека, а кроме того — дополняет другие методы, давая наиболее полное представление о человеческом организме.
Группе физиков и врачей из Вюрцбургского университета удалось создать новую технологию визуализации без ионизирующего облучения, готовую к использованию на людях. Этот метод называется визуализацией магнитных частиц (magnetic particle imaging — MPI). С помощью разработанного учеными портативного сканера можно визуализировать динамические процессы в организме человека, например движение крови.
Сотрудники отделения интервенционной радиологии университетской больницы Вюрцбурга, которые сопровождали этот проект с самого начала, провели измерения на реалистичном сосудистом фантоме и оценили полученные изображения, отметив, что это первый шаг на пути к широкому применению данной технологии.
Исследователи опубликовали свои результаты в журнале Scientific Reports.
Альтернатива стандартным методам визуализации
Визуализация магнитных частиц — это метод диагностики, основанный на прямой визуализации магнитных наночастиц, которые вводятся в организм человека в качестве маркеров.
«В основе метода лежат процессы, схожие с ПЭТ, которая основана на введении радиоактивных веществ в качестве маркеров. Преимущества визуализации магнитных частиц заключаются в том, что технология обладает высокой чувствительностью и скоростью работы, а также не отображает мешающие фоновые сигналы от тканей или костей», — объясняет Фолкер Бер, один из авторов исследования.
«Намагничивание наночастиц осуществляется с помощью внешних магнитных полей, благодаря чему можно обнаружить не только их присутствие, но и их пространственное положение в организме человека», — говорит физик Патрик Фогель.
Предыдущие разработки и итоги
Идея MPI не нова. В 2005 году компания Philips смогла продемонстрировать первые изображения, полученные с помощью этого метода. Устройство могло исследовать образцы размером в несколько сантиметров. Разработка оборудования, подходящего для полноценного исследования людей, оказалась более сложной, чем ожидалось, что привело к созданию больших, тяжелых и дорогостоящих конструкций.
В 2018 году группа под руководством профессора Фолкера Бера и Патрика Фогеля нашла новый способ реализовать сложные магнитные поля, необходимые для визуализации, с помощью аппарата гораздо меньшей конструкции. В рамках многолетнего исследовательского проекта ученым удалось реализовать новую концепцию в сканере MPI (интервенционная визуализация магнитных частиц — iMPI), специально разработанном для медицинской диагностики.
«Наш iMPI-сканер такой маленький и легкий, что его можно брать с собой практически куда угодно. Это расширяет его диагностические возможности», — объясняет Фогель.
Сейчас физики работают над дальнейшим усовершенствованием своего сканера. Основная цель — повысить качество изображений.
