Tehnicile de imagistică, cum ar fi tomografia computerizată, imagistica prin rezonanţă magnetică, tomografia prin emisie de pozitroni şi ultrasunetele, au devenit indispensabile în lumea medicală. Fiecare dintre aceste metode le permite medicilor să tragă concluzii asupra defectelor sau proceselor funcţionale din corpul uman.
Acum, o echipă de fizicieni şi medici de la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), din Germania, a reuşit acum să dezvolte o altă tehnologie de imagistică - fără radiaţii - pentru a fi utilizată pe oameni.
Tehnologia este cunoscută sub numele de: imagistică cu particule magnetice (MPI).
Cu ajutorul scanerului portabil dezvoltat, este posibil, printre altele, să se vizualizeze procesele dinamice din corpul uman, cum ar fi fluxul sanguin.
Un articol care descrie această realizare a fost publicat în revista Scientific Reports.
Imagistica cu particule magnetice este o tehnică bazată, după cum sugerează şi numele, pe vizualizarea directă a nanoparticulelor magnetice.
Astfel de nanoparticule nu se găsesc în mod natural în corpul uman şi trebuie să fie administrate ca markeri.
„Ca şi în cazul tomografiei prin emisie de pozitroni, care se bazează pe administrarea de substanţe radioactive ca markeri, această metodă are marele avantaj de a fi sensibilă şi rapidă, şi nu înregistrează şi semnalele de fond din ţesuturi sau din oase care pot interfera", explică profesorul Volker Behr, de la Institutul de fizică al universităţii, responsabil pentru acest studiu.
MPI nu se bazează pe detectarea razelor gamma de la un marker radioactiv, precum tomografia prin emisie de pozitroni, ci pe semnalul de răspuns al nanoparticulelor magnetice la câmpurile magnetice care se modifică în timp.
„În acest proces, magnetizarea nanoparticulelor este manipulată în mod specific cu ajutorul câmpurilor magnetice externe, prin care poate fi detectată nu doar prezenţa lor, ci şi poziţia lor spaţială în corpul uman", spune fizicianul Patrick Vogel, primul autor al articolului care descrie această realizare.Un scaner mic pentru informaţii importante
Ideea MPI nu este nouă. Încă din 2005, compania Philips a reuşit să prezinte primele imagini ale acestei abordări noi într-un mic demonstrator, care, totuşi, nu putea preleva decât eşantioane de câţiva centimetri.
Însă dezvoltarea unor dispozitive adecvate pentru examinarea oamenilor s-a dovedit mai dificilă decâtîn mod aşteptat, ducând la construcţii mari, grele şi costisitoare.
În 2018, echipa de cercetători germani a găsit o nouă modalitate de a implementa câmpurile magnetice complexe necesare pentru imagistică într-un design mult mai mic.
În cadrul unui proiect de cercetare de mai mulţi ani, oamenii de ştiinţă au reuşit să implementeze conceptul nou într-un scaner MPI (interventional Magnetic Particle Imaging-iMPI) conceput special pentru intervenţii.
„Scanerul nostru iMPI este atât de mic şi de uşor încât îl puteţi lua cu dumneavoastră şi îl puteţi utiliza aproape oriunde", explică dr. Patrick Vogel.
Imagine: Scanerul iMPI Credit: Patrick Vogel / Stefan Herz
Autorii au demonstrat această mobilitate impresionantă a scanerului într-o măsurătoare simultană în timp real, în comparaţie cu un dispozitiv special cu raze X, care este dispozitivul standard în angiografia din spitalele universitare din Germania.
O echipă de la departamentul de radiologie intervenţională al spitalului universitar din Würzburg, care a însoţit acest proiect încă de la început, a efectuat măsurătorile pe un prototip vascular realist şi a evaluat primele imagini.
„Acesta este un prim pas important către o intervenţie fără radiaţii. MPI are potenţialul de a schimba definitiv acest domeniu", a declarat dr. Stefan Herz, autorul principal al publicaţiei.
Pe lângă măsurătorile ulterioare cu dispozitivul iMPI, cei doi fizicieni lucrează acum la rafinarea scanerului pentru a îmbunătăţi calitatea imaginii.
Foto: Scanerul iMPI (stânga) oferă noi informaţii despre corpul uman. Aici se poate vedea o constricţie într-un vas de sânge - înregistrată cu raze X convenţionale (b), cu scanerul (c) şi într-o combinaţie a celor două tehnici (d). Credit: Patrick Vogel / Stefan Herz
