利萨茹扫描磁粒子成像作为磁热疗的多功能平台
医学物理
2020-05-19 v1
摘要
工程化纳米级磁性材料在医疗和生物医学技术中的使用正迅速增长。最近备受关注的两个例子是用于生物监测的磁粒子成像（MPI）和用于癌症治疗的磁场热疗（MFH）。本文首次展示了利萨茹扫描MPI设备作为独立平台支持MFH癌症治疗应用的能力。该平台被证明在一台设备中提供纳米颗粒定位、聚焦热疗应用和无创组织测温功能。综合来看，这些能力有潜力显著提升MFH治疗的准确性、有效性和安全性。在对MPI扫描仪的3D成像场序列进行长时间暴露期间的纳米颗粒热疗测量显示出了空间聚焦加热，其最大值比简单的1维正弦激励显著增强。观察到的空间加热行为基于考虑布朗 regime 中力矩的现象学模型进行了定性描述。使用人急性单核细胞白血病细胞系（THP-1）的体外细胞研究表明，在利萨茹MPI扫描仪内实施的40分钟MFH治疗后24小时内，细胞结构完整性和代谢活动均被强烈抑制。此外，展示了分布于细胞间的纳米颗粒的重建MPI图像，以及治疗过程中获得的MPI成像信号的温度敏感性。总之，本文呈现了利萨茹MPI与MFH的组合技术；首次展示了其在最大有效性且对周围组组最小附带损伤方面用于癌症治疗的潜力。
引用
@article{arxiv.2005.08503,
title = {Lissajous scanning magnetic particle imaging as a multifunctional platform for magnetic hyperthermia therapy},
author = {James Wells and Shailey Twamley and Aparna Sekar and Antje Ludwig and Hendrik Paysen and Olaf Kosch and Frank Wiekhorst},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.08503},
year = {2020}
}