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小动物磁性粒子成像系统-MPI

MPI小动物磁性粒子成像系统是美国Magnetic INSIGHT公司推出的最新一代小动物影像系统。 MPI是一个从MRI衍生来的一个新型分子影像技术

 

MPI采用临床使用的示踪剂SPIO标记大小鼠实验,得到比现有实验动物影像技术灵敏度更高,特异性更强的示踪分子影像结果。

MPI采用特殊组合方式的旋转磁场,将以前在MRI成像中的成阴性的造影剂SPIO转变成了灵敏度提高1000倍的阳型造影剂,且信噪比提高了100倍,从而变成了高灵敏的度的特异性成像。将侧重解剖结构的MRI成像转化成了特异性标记的分子影像。

其实验设计模型可直接转化到临床实验无需再另设计临床的实验的新方案,比如目前已在国外临床应用的铁羧葡胺(resovist)就是本设备最常用的标记物之一。

 

技术特点:

1.  nM级灵敏度,可检测100个细胞

2.  1mm高分辨率,毫秒级快速扫描

3.  信号不随深度衰减,3D断层扫描

4.  可以进行长达数个月的连续示踪

5. 无毒性示踪剂代谢成血红素。

6.  使用简单,无任何影像经验背景。

 

代表应用:

一 肿瘤生长/转移:

例如:经荷瘤裸鼠的尾静脉注射示踪剂,每10分钟扫描一次连续成像4天。6小时候后清晰精确的检测到示踪剂在肿瘤部位富集.虽然使用的是非特异性示踪剂,但几乎无背景信号和膀胱信号的干扰

 

二 干细胞示踪:

例如:用铁羧葡胺(Resovist)标记人间充质干细胞(hMSC,从经尾静脉注射,通过MPI成像示踪其在小鼠体内分布,注射后当天半小时内迅速聚集至肺。12天后被清除至肝,且信号大幅下降。


    


三 长期细胞示踪:

例如:将铁羧葡胺(Resovist)标记的人退变髓核细胞(NPCs)注射至脑内不同部位,进行3个月的示踪成像


 

                           动物1:注射到前脑皮层的鼠仔87天的长期示踪后信号仍基本无衰减。

                           动物3:注射到近侧脑室的鼠信号明显减,证明其在脑内的转移和清除要经过脑室。

                           动物4:注射到前脑皮层的铁羧葡胺对照组信号4天后就被完全消失



四 脑血管成像:

例如:尾静脉注射长血液半衰期的造影剂LodeSpin到大鼠体内,MPI进行脑部血管灌注成像,MPI高清的分辨率可以清楚的辨别出脑血管的结构

 

 

五 血管灌注研究:

例如:脑CO2 负荷测试:CO2 有潜在的血管扩张剂效果,采集脑内断层切面的示踪剂MPI成像的秒级快速动态曲线,经CO2 刺激后明显信号强度迅速增高,反应血液灌注量增大。

 

六 磁热疗,药物输送:

例如:SPIO在无磁场区(FFP)中会发生旋转而产热。MPI可以控制无磁场区到特定位置从而进行精确定位的磁热治疗。在图像的引导下的磁热疗的治疗计划以及热驱动的纳米药物释放。


七 多标记成像

利用在磁场下不同特性纳米粒子的响应差别进行MPI成像的多通道多标记

结合态 与非结合态,不同半径大小,都会产生不同的信号特点,从而进行区别成像。

图中可以看到直径分别为12nm和20nm的颗粒可以被显著的区分出来,并以红色和绿色分别标记。


 

主要参数:

1.可变场范围:0…5.7T/m

2.场实现方式:自由线场

3.驱动(梯度)场:0…30 mT @ 45 kHz

4.最大成像区域:5 cm

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