Machen MRI Bilder Crisper mit Eisenoxid-Nanopartikel
Medizinische Bildgebung hat sich in den letzten hundert Jahren einen langen Weg zurückgelegt. Die nächsten großen Verbesserungen bei der Bildgebung kann die Nanotechnologie vor allem sein, die Diagnostiker lokalisieren Problemstellen und zur Verbesserung der Qualität von Bildern hilft.
Ärzte verwenden häufig Magnetresonanztomographie (MRI) Bilder der Organe in einem Patienten zu erhalten und zu vermeiden potenziell schädlichen Bildgebungsverfahren wie Röntgen.
Wie funktioniert MRI? Die meisten der Moleküle im Körper enthalten Wasserstoff. Wassermoleküle haben zwei Wasserstoffatome, und die organischen Moleküle, die den Rest unseres Körpers bilden, sind Kohlenwasserstoffe genannt, weil sie Wasserstoff und Kohlenstoff enthalten. Die Magnetfelder, die durch die Maschine in Wechselwirkung treten MRI erzeugt mit Wasserstoffatomen im ganzen Körper, um ein Bild aller Organe zu erzeugen.
Wasserstoff hat nur ein Proton im Kern. Es ist das Proton in Wasserstoff, der die MRI verwendet, um Bilder des Inneren eines Patienten zu erzeugen. In dem Magnetfeld von der MRI-Maschine erzeugt wird, die Spins der Protonen in Wasserstoffatome in einer Richtung eingestellt.
Wenn Sie unglücklich genug waren um etwa 200 fortgeschrittene Mathematikunterricht zu pflügen Quantenmechanik zu studieren, wissen Sie, dass Protonen-Spin haben. Die Richtung dieser Spin bestimmt die Richtung eines Magneten, die von den Spins aller geladenen Teilchen (Protonen und Elektronen) zusammen besteht.
Um ein MRI-Bild nehmen, erzeugt das MRI-Gerät eine Impulsradiofrequenz, die genau die richtige Menge an Energie, um die Spinrichtung der Protonen kippen. Wenn die Protonen in die Spinrichtung mit dem Magnetfeld ausgerichtet Flip zurück, senden sie eine weitere Hochfrequenzimpuls aus. Dieser Impuls wird von der Maschine erfasst wird, der dann den Puls verwendet, ein Bild zu erzeugen.
Die Zeit, die für die Protonen nimmt wieder drehen und die Rückkehr Radiofrequenzpuls Ort hängt 'auf der Protonen erzeugen und die Dichte des Gewebes. Diese Relaxationszeit ist unterschiedlich für Protonen in einem Organ als für Protonen in den Blutkreislauf und ist unterschiedlich für gesundes Gewebe als für Krebstumoren ist. Diese Unterschiede in der Relaxationszeit verwendet, um die MRT-Bilder zu erzeugen.
Inzwischen fordern Sie selbst, wo Nanopartikel ins Bild? Denken Sie daran, dass Eisenoxid ist paramagnetisch. Sie erhalten ein besseres MRI-Bild, wenn paramagnetische Nanopartikel mit dem Objekt verbunden sind Sie Bildgebung.
Paramagnetische Nanopartikel reduzieren die Zeit, die für die Protonen in die Spinrichtung mit dem Magnetfeld ausgerichtet Flip zurück. Daher ist die Differenz der Relaxationszeit des Gewebes, das Nanopartikel gebunden gegenüber der Relaxationszeit des umgebenden Gewebes hat, ist größer, was mehr Kontrast und erzeugt ein klareres Bild erzeugt.
Aufgrund dieses Effekts werden Funktionalisieren Forscher Eisenoxid-Nanopartikel, indem sie eine Beschichtung mit Molekülen an spezifischen Stellen angezogen, wie beispielsweise Krebstumoren, eine bessere MRI-Bild zu liefern.