Development of real-time magnetic nanoparticle imaging system using high-sensitivity magnetic sensor array

利用高灵敏度磁传感器阵列开发实时磁性纳米颗粒成像系统

基本信息

批准号：
21H01342
负责人：
笹山瑛由
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ナノメートルサイズの強磁性体（磁気ナノ粒子）を高分子で被覆し、その表面に検査試薬や薬剤等を結合したものは磁気マーカーと呼ばれている。この磁気マーカーを体内の疾患部に蓄積させ、その位置と量を体表面から検出し可視化するイメージング技術（磁気粒子イメージング）は、新しい体内診断技術として期待されている。現状の課題として、人体に磁気粒子イメージング法を適用しようとすると非常に強い傾斜磁場が必要であり、人体内診断が困難であることが挙げられる。そこで本研究では、高感度磁気センサアレイによる磁気マーカーイメージングを行うことにより、強い傾斜磁場を用いずとも高感度化かつ高分解化を達成させ、その問題を解決することを目標としている。本年度は、磁気マーカーの位置推定を行う逆問題解析手法として、非負最小二乗法（NNLS）の前に脳波・脳磁計測で用いられている空間フィルタ（sLORETA）を前処理として用いることで、位置と鉄含有量が異なる磁気ナノ粒子サンプルが複数あったとしても正しく推定できることを示した。また、逆問題解析手法だけでなく、理論的知見に基づいて順問題解析手法の改良に着手し、実験に基づいて得られる順問題解析の結果よりも明瞭な結果を得ている。新たな高感度磁気センサーの計測環境を整える等の準備を進め、実際に、その高感度磁気センサーを用いて磁気ナノ粒子からの磁化応答ができるか否かの基礎検討を行った。その結果、磁気ナノ粒子からの磁化応答を検知できることが判明した。

纳米尺寸的铁磁材料（磁性纳米颗粒）涂有聚合物，然后连接到铁磁材料表面，测试试剂，药物等，称为磁标记。成像技术（磁性粒子成像），其中这些磁标记物积累在体内的患病区域，并且从人体表面检测并可视化其位置和数量，预计将是一种新的体内诊断技术。当前的一个问题是，将磁性粒子成像应用于人体时，需要一个非常强的梯度磁场，因此很难在人体中诊断。因此，在这项研究中，目标是通过使用高敏感的磁性传感器阵列进行磁标记物成像，而无需使用强梯度磁场，并解决此问题。今年，我们已经表明，使用空间过滤器（Sloreta），用于脑电图和磁脑摄影，作为一种预处理方法，用于估计磁标记位置，作为一种预处理方法，空间滤波器（Sloreta），即使在脑电图测量范围内，也可以估算多个磁性的启动型，即使是磁性测量的塑料，也可以使用磁性频率。此外，不仅基于理论发现，还进行了前向问题分析方法的逆问题分析方法，并且获得的结果比基于实验的正向问题分析结果更清楚。进行了准备，以准备新的高度敏感磁性传感器的测量环境，并进行了基本研究，以查看是否可以实际使用高度敏感的磁性传感器来提供磁性纳米颗粒的磁化响应。结果，发现可以检测到磁性纳米颗粒的磁化响应。