iMPI: ポータブルヒューマン

Scientific Reports volume 13、記事番号: 10472 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

低侵襲の血管内介入は、虚血性心疾患、末梢動脈疾患、脳卒中などの心血管疾患の治療にとって重要なツールとなっています。 X 線透視法とデジタルサブトラクション血管造影法は、これらの手順を正確にガイドするために使用されますが、患者と臨床スタッフの放射線被ばくを伴います。 磁性粒子イメージング (MPI) は、時間変化する磁場と磁性ナノ粒子トレーサーを組み合わせて高速かつ高感度のイメージングを実現する新しいイメージング技術です。 近年、基礎実験により、MPI が心臓血管への応用に大きな可能性を秘めていることが示されました。 しかし、市販の MPI スキャナーは大きすぎて高価で、げっ歯類用に設計された視野 (FOV) が小さいため、さらなるトランスレーショナル研究が制限されていました。 脳イメージング専用に設計された最初の人間サイズの MPI スキャナは有望な結果を示しましたが、勾配の強さ、取得時間、携帯性に限界がありました。 ここでは、電離放射線を使用しないリアルタイム血管内インターベンション専用のポータブルインターベンショナル MPI (iMPI) システムを紹介します。 非常に大きな FOV を備えた新しい磁場発生器アプローチと、従来の X 線ベースの血管造影とのハイブリッド アプローチを可能にするアプリケーション指向のオープン設計を使用します。 リアルタイムの iMPI ガイド下経皮経管血管形成術 (PTA) の実現可能性が、現実的な動的人間サイズの脚モデルで示されています。

心血管疾患（CVD）は世界的な死亡の主な原因であり、障害の主な原因となっています1。 低侵襲の血管内介入は、虚血性心疾患、末梢動脈疾患、脳卒中などの CVD 患者の治療の重要な部分となっています 2,3,4。 カテーテルやガイドワイヤを利用した介入処置は、例えば閉塞した血管を再開通させたり、血栓を溶解したりするために行われる。 低侵襲性の画像ガイド下介入は通常、全身麻酔や大きな切開を必要とせず、患者にとって手術よりもはるかに安全です。

血管内介入の急速な進化は、高い時間的および空間的分解能を備えた洗練されたイメージング手法と、専用の介入機器の開発によって推進されています。 X 線透視検査とデジタルサブトラクション血管造影 (DSA) は現在、これらの処置の標準的な画像診断法です。 ただし、X 線ベースの方法では、患者と臨床スタッフの放射線被ばくが伴います。 さらに、ヨウ素を含む造影剤が使用されるため、腎臓に急性損傷を引き起こす可能性があります5。

磁性粒子イメージング (MPI) は、電離放射線や腎毒性造影剤を使用しない新しい実験的イメージング技術です6。 コンピュータ断層撮影 (CT)、磁気共鳴画像法 (MRI)、X 線などの確立された臨床画像モダリティとは対照的に、MPI はトレーサーベースの画像モダリティです。 MPI は磁場を使用して、磁性ナノ粒子 (MNP) で構成されるトレーサー剤の空間分布を検出します。 MPI の概念は、時間とともに変化する磁場に対する MNP の非線形磁化応答に基づいています。 MNP ベースの血管内トレーサーは、DSA と同様にバックグラウンドなしで血管構造を視覚化でき、ヒトの MRI 造影剤として使用されています 7,8。 MPI は、高い信号対雑音比 (SNR) 9 を備えた高速かつ高感度のイメージングを特徴とし、人間の組織における深さの減衰がありません 10。 技術的な理由により、MPI スキャナは本質的に、各寸法がわずか数センチメートルの小さな視野 (FOV) を備えた大型で静止した小動物システムでした 11,12。 CVD の分野での応用は、これまでのところ初期の前臨床ファントム研究に限定されています 13、14、15、16、17、18、19、20。