NIST, taşınabilir MRI teknolojisi için doğrulama ölçümleri geliştiriyor

MR (MR) Makineler, vücudun kemik olmayan kısımlarını – beyin, kaslar ve bağlar gibi yumuşak dokuları – net bir şekilde görebilir ve ayrıca tümörleri tespit edebilir, bu da diğer birçok hastalık ve durumun teşhis edilmesini mümkün kılar. Bununla birlikte, geleneksel MRI makinelerindeki güçlü mıknatıslar onları pahalı ve hantal hale getirerek hastanelerde ve diğer büyük tesislerde temel bir malzeme haline getiriyor.

Alternatif olarak şirketler, daha düşük güçlü manyetik alanlara sahip yeni taşınabilir versiyonlar geliştiriyor. Bu yeni modeller, MRG’nin kullanıldığı yolları genişletebilir. Örneğin, düşük alanlı MRG sistemleri ambulanslarda ve diğer ayakta tedavi ortamlarında kullanılabilir. Aynı zamanda çok daha ucuza mal olabilir ve dezavantajlı topluluklar ve gelişmekte olan ülkeler de dahil olmak üzere MRG’yi daha yaygın hale getirmeyi vaat ediyor.

Ancak düşük alanlı MRI cihazlarının tam potansiyeline ulaşması için, düşük alanlı görüntüler ile temsil ettikleri altta yatan doku özellikleri arasındaki ilişkiyi anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’ndeki (NIST) araştırmacılar, düşük alanlı MRI teknolojisi geliştirmek ve daha zayıf manyetik alanlara sahip görüntüler oluşturmaya yönelik yöntemleri doğrulamak için birkaç cephede çalışıyor.

Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nden (NIST) elektrik mühendisi Kalina Jordanova, “Dokuların MRI görüntüleri manyetik güce bağlı olarak değişir” dedi. “Düşük alanlı MRI sistemlerinde, görüntülerin kontrastı farklıdır, bu nedenle insan dokularının bu düşük alan güçlerini nasıl algıladığını bilmemiz gerekir.”

Bu amaçla, araştırmacılar beyin dokusunun özelliklerini düşük manyetik alan güçlerinde ölçtüler. Sonuçları dergide yayınlandı Fizik, biyoloji ve tıpta MRI malzemeleri.

Araştırmacılar, beş gönüllü ve beş kadında beyin dokusunu görüntülemek için piyasada bulunan, taşınabilir bir MRI makinesi kullandılar. Görüntüler, geleneksel MRI makinelerinde manyetik alandan en az 20 kat daha az olan 64 milisla gücünde bir manyetik alan kullanılarak oluşturuldu.

Tüm beynin görüntülerini topladılar ve gri maddesi (yüksek konsantrasyonda nöron içeren), beyaz maddesi (beynin sinir liflerini içeren derin dokusu) ve beyin omurilik sıvısı (beyni çevreleyen berrak sıvı) hakkında veri elde ettiler. omurga). gebelik).

Beynin bu üç bileşeni, düşük manyetik alana farklı şekillerde yanıt verir ve benzersiz özelliklerini yansıtan farklı sinyaller üreterek, MRG sisteminin her bileşen hakkında nicel bilgi içeren görüntüler üretmesini sağlar. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) biyomedikal mühendisi Katie Keenan, “Dokuların niceliksel özelliklerini bilmek, MRI sistemi için yeni görüntü toplama stratejileri geliştirmemize izin veriyor” dedi.

Ayrı bir çalışmada, NIST araştırmacıları, düşük alanlı MRI taramalarında görüntü kalitesini önemli ölçüde artırabilecek çeşitli malzeme adaylarını araştırıyorlar.

MRG kontrast maddeleri – hastalara enjekte edilen ve görüntü kontrastını artıran manyetik malzemeler – radyologların anatomik özellikleri veya hastalık kanıtlarını tanımlamasını kolaylaştırır ve MRG’lerde geleneksel manyetik alan güçlerinde rutin olarak kullanılır. Ancak araştırmacılar, yeni düşük alanlı MRI makineleriyle kontrast maddelerinin nasıl kullanılacağını yeni yeni anlamaya başlıyorlar. Bu tarayıcılar için daha düşük alan kuvvetlerinde, kontrast ajanları daha yüksek alan kuvvetlerinden farklı hareket ederek görüntü geliştirme için yeni manyetik malzeme türlerinin kullanılması için fırsatlar yaratabilir.

Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) bilim adamları ve meslektaşları, düşük manyetik alanlarda birkaç manyetik kontrast maddesinin hassasiyetini karşılaştırdı. Araştırmacılar, demir oksit nanoparçacıklarının, nadir bir toprak metali olan gadolinyum elementinden oluşan geleneksel kontrast maddelerinden daha iyi performans gösterdiğini buldular. Düşük manyetik alan kuvvetlerinde, nanoparçacıklar, bir gadolinyum parçacığının yaklaşık dokuzda biri kadar bir konsantrasyon kullanarak iyi bir kontrast sağladı.

Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) araştırmacısı Samuel Oberdeek, demir oksit nanoparçacıklarının dokularda potansiyel olarak birikmek yerine insan vücudu tarafından parçalanma avantajını da sunduğunu belirtti. Karşılaştırıldığında, az miktarda gadolinyum dokularda birikebilir ve dikkate alınmadığı takdirde gelecekteki MRG taramalarının yorumlanmasını karıştırabilir.

Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) araştırmacıları, İtalya’daki Floransa Üniversitesi ve Hyperfine Inc. ile işbirliği yaptı. Guilford, Connecticut’ta ve bulgularını dergide rapor ediyor. bilimsel raporlar.

Yapraklar:

Kalina V. Jordanova, Michelle N. Martin, Stephen E. Auger, Megan E. Bowerman ve Kathryn E. Keenan. İn vivo kantitatif manyetik rezonans görüntüleme: T.₁ Ne₂ İnsan beyni 0.064T’de ölçer. Biyoloji, fizik ve tıpta MRG malzemeleri. 20 Mayıs 2023’te Çevrimiçi Yayınlandı. DOI: 10.1007/s10334-023-01095-x

samuel d Oberdick, Kalina V. Jordanova, John T. Lundstrom, Giacomo Paregi, Megan E. Bowerman, Gary Szabo ve Kathryn E. Keenan. T pozitif olarak demir oksit nanoparçacıkları₁ 64 mt’de düşük alan MRG için kontrast maddeler. Bilimsel raporlar. Çevrimiçi olarak 17 Temmuz 2023 tarihinde yayınlandı. DOI: 10.1038/s41598-023-38222-6