L'imagerie par particules magnétiques (MPG) est une nouvelle méthode d'imagerie apparue en 2005. Les nanoparticules magnétiques qui peuvent être administrées au corps de différentes manières (accès vasculaire, respiration, injection locale, etc.) peuvent être imagées à l'aide de champs magnétiques avec MPG. Le MPG présente des avantages tels que l'utilisation de nanoparticules à base d'oxyde de fer qui n'endommagent pas le corps, des images haute résolution peuvent être obtenues en temps réel ou quasiment en temps réel, toute partie du corps peut être visualisée sans contraintes de profondeur et les rayonnements ionisants ne sont pas utilisé. Des études de recherche sont en cours pour l'utilisation du MPG dans une grande variété d'applications médicales telles que l'angiographie, l'imagerie tumorale, l'imagerie des hémorragies intra-corporelles, la surveillance des cellules souches et l'imagerie fonctionnelle du cerveau.
Principes de fonctionnement de base de la méthode d'imagerie par particules magnétiques
Les nanoparticules magnétiques de diamètres allant de 5 nm à 100 nm sont généralement constituées d'un noyau d'oxyde de fer (Fe304/Fe2O3) et d'un polymère enrobé autour de ce noyau. A ces diamètres, l'oxyde de fer présente des propriétés superparamagnétiques. En d'autres termes, alors que leur aimantation moyenne est nulle lorsqu'il n'y a pas de champ magnétique dans l'environnement, ils sont rapidement aimantés dans la direction de ce champ lorsqu'un champ magnétique est appliqué. Recouvrir les noyaux de polymère empêche les particules de se combiner et les empêche d'être détectées et détruites par le système immunitaire de l'organisme. De cette manière, le temps de circulation des nanoparticules dans l'organisme est allongé. De plus, il est possible de fonctionnaliser des nanoparticules en attachant des molécules telles que des anticorps, des médicaments, des enzymes, des acides nucléiques à des polymères. Ainsi, les particules peuvent être pourvues de caractéristiques telles que l'imagerie depuis l'extérieur du corps, la liaison aux cellules cibles (par exemple les cellules tumorales), la délivrance et la libération de médicaments.
L'imagerie des particules magnétiques, en raison de son nom, peut être confondue avec l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Cependant, ces deux méthodes sont complètement différentes l'une de l'autre tant au niveau du principe de fonctionnement que des images obtenues. Alors que les tissus sont visualisés anatomiquement en IRM, les tissus ne sont pas visibles sur les images MPG, seules les nanoparticules magnétiques données au corps sont affichées. Ainsi, l'image anatomique et l'image de nanoparticules n'interfèrent pas l'une avec l'autre et l'imagerie peut être réalisée en fonction de la densité absolue de nanoparticules.
Dans la méthode MPG, une zone (zone sans champ magnétique - MAB) où le champ magnétique est mis à zéro dans la région imagée est créée. La densité du champ magnétique autour du MAB étant faible, les vecteurs de magnétisation des nanoparticules dans cette région sont dans des directions aléatoires. Plus le MAB est éloigné, plus l'intensité du champ magnétique est grande. La magnétisation des nanoparticules dans le champ magnétique intense est alignée dans la même direction que le champ magnétique appliqué (état de saturation magnétique). Lorsqu'un champ magnétique homogène variant dans le temps est appliqué, ce champ magnétique ne peut pas réagir car les nanoparticules autres que MAB sont dans un état saturé. Les nanoparticules autour du MAB réagissent rapidement et deviennent magnétisées. Ce signal de magnétisation est reçu à l'aide de bobines de réception. Le MAB est balayé électroniquement et / ou mécaniquement dans la région d'imagerie pour obtenir une image proportionnelle à la densité de nanoparticules.
Etudes en ASELSAN
Il n'existe pas encore d'appareil MPG commercial à taille humaine dans le monde. Un prototype de système MPG unique a été développé au centre de recherche ASELSAN. Compte tenu des applications interventionnelles, une nouvelle architecture de système open-edge a été proposée et un brevet américain a été obtenu. Dans ce système, une région sans champ magnétique linéaire est balayée dans le tissu, ainsi un rapport signal sur bruit élevé est obtenu, et il est possible de balayer de grandes zones plus rapidement. Cependant, les configurations ouvertes sont beaucoup plus confortables pour les patients que les systèmes fermés. Il sera possible de mener des expériences sur de petits animaux dans le système prototype ASELSAN MPG, qui peut scanner une zone d'un diamètre de 60 mm. Des mesures de résolution et de sensibilité ont été effectuées dans le système, et des expériences fantômes ont été réalisées pour montrer la faisabilité de la détection d'une occlusion vasculaire.
Avec un projet autofinancé lancé en août 2020, des travaux de développement d'un scanner MPG à taille humaine ont été lancés. Des recherches sont également prévues pour l'utilisation de ce scanner pour l'imagerie par résonance magnétique. De cette manière, des informations anatomiques peuvent être obtenues avec des images RM et des nanoparticules peuvent être visualisées avec MPG.
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