iMPI: 휴대용 휴먼

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 10472(2023) 이 기사 인용

1720 액세스

179 알트메트릭

측정항목 세부정보

최소 침습적 혈관내 중재술은 허혈성 심장질환, 말초동맥질환, 뇌졸중과 같은 심혈관 질환 치료에 중요한 도구가 되었습니다. X선 투시법과 디지털 감산 혈관조영술은 이러한 절차를 정확하게 안내하는 데 사용되지만 환자와 임상 직원의 방사선 노출과 관련이 있습니다. 자기 입자 이미징(MPI)은 빠르고 매우 민감한 이미징을 위해 자성 나노입자 추적기와 결합하여 시변 자기장을 사용하는 새로운 이미징 기술입니다. 최근 몇 년 동안 기본 실험을 통해 MPI가 심혈관 응용 분야에 큰 잠재력을 가지고 있음이 나타났습니다. 그러나 시중에서 판매되는 MPI 스캐너는 너무 크고 비싸며 설치류용으로 설계된 작은 시야(FOV)를 갖고 있어 추가 번역 연구가 제한되었습니다. 뇌 영상을 위해 특별히 설계된 최초의 인간 크기 MPI 스캐너는 유망한 결과를 보였지만 경사도 강도, 획득 시간 및 휴대성에 한계가 있었습니다. 여기에서는 전리 방사선이 없는 실시간 혈관내 중재 전용 휴대용 중재 MPI(iMPI) 시스템을 제시합니다. 매우 큰 FOV를 갖춘 새로운 필드 생성기 접근 방식과 기존 X선 기반 혈관 조영술의 하이브리드 접근 방식을 가능하게 하는 응용 지향 개방형 설계를 사용합니다. 실시간 iMPI 유도 경피 경피 혈관성형술(PTA)의 타당성은 사실적이고 역동적인 인간 크기의 다리 모델에 표시됩니다.

심혈관 질환(CVD)은 전 세계적으로 사망의 주요 원인이자 장애의 주요 원인입니다1. 최소 침습적 혈관내 중재는 허혈성 심장 질환, 말초 동맥 질환 또는 뇌졸중과 같은 CVD 환자 치료의 중요한 부분이 되었습니다2,3,4. 예를 들어, 막힌 혈관을 다시 열거나 혈전을 용해시키기 위해 카테터와 가이드 와이어를 활용하는 중재 절차가 수행됩니다. 최소 침습 영상 유도 중재술은 일반적으로 전신 마취나 큰 절개를 필요로 하지 않으므로 수술보다 환자에게 훨씬 더 안전합니다.

혈관내 중재술의 급속한 발전은 높은 시간적, 공간적 해상도를 갖춘 정교한 영상화 방법과 전용 중재적 기구의 개발에 의해 주도됩니다. X선 형광투시법과 디지털 감산 혈관조영술(DSA)은 현재 이러한 절차의 표준 영상 기법입니다. 그러나 X선 기반 방법은 환자 및 임상 직원의 방사선 노출과 관련이 있습니다. 또한, 요오드 함유 조영제가 사용되는데, 이는 잠재적으로 신장에 급성 손상을 일으킬 수 있습니다5.

자기 입자 이미징(MPI)은 이온화 방사선이나 신독성 조영제6를 포함하지 않는 새로운 실험 이미징 기술입니다. 컴퓨터 단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), X선 등 확립된 임상 영상 기법과 달리 MPI는 추적자 기반 영상 기법입니다. MPI는 자기장을 사용하여 자기 나노입자(MNP)로 구성된 추적 물질의 공간 분포를 감지합니다. MPI의 개념은 시간에 따라 변하는 자기장에 대한 MNP의 비선형 자화 반응을 기반으로 합니다. MNP 기반 혈관 내 추적자는 DSA에서와 같이 배경 없이 혈관계를 시각화할 수 있으며 인간의 MRI 조영제로 사용되었습니다7,8. MPI는 높은 신호 대 잡음비(SNR)9로 빠르고 민감한 이미징을 제공하며 인체 조직에 깊이 감쇠가 없습니다10. 기술적 이유로 인해 MPI 스캐너는 기본적으로 각 차원에서 단 몇 센티미터의 작은 시야(FOV)를 가진 크고 고정된 작은 동물 시스템이었습니다11,12. CVD 분야의 적용은 지금까지 초기 전임상 팬텀 연구로 제한되어 왔습니다.