Faire des images IRM d'oxyde de fer avec bac à légumes Nanoparticules
La nanotechnologie pour les nuls, 2e édition
Les médecins utilisent souvent l'imagerie par résonance magnétique (IRM) pour obtenir des images des organes chez un patient et éviter les méthodes d'imagerie potentiellement dangereuses telles que la radiologie.
Alors, comment fonctionne l'IRM? La plupart des molécules dans votre corps contiennent de l'hydrogène. Les molécules d'eau ont deux atomes d'hydrogène, et les molécules organiques qui forment le reste de notre corps sont appelés hydrocarbures car ils contiennent de l'hydrogène et du carbone. Les champs magnétiques générés par l'appareil d'IRM d'interagir avec des atomes d'hydrogène dans le corps, produisant une image de tous les organes.
L'hydrogène a un seul proton dans son noyau. Il est ce proton dans l'hydrogène que l'IRM utilise pour produire des images de l'intérieur d'un patient. Dans le champ magnétique généré par l'appareil d'IRM, le spin des protons dans les atomes d'hydrogène sont fixés dans une direction.
Si vous avez été assez malheureux pour labourer environ 200 classes de mathématiques de pointe pour étudier la mécanique quantique, vous savez que les protons ont un spin. Le sens de rotation qui détermine la direction d'un aimant, qui est composé des spins de tous les particules chargées (protons et électrons) ensemble.
Pour prendre une image IRM, la machine IRM génère une impulsion de fréquence radio qui a juste la bonne quantité d'énergie pour inverser la direction de rotation des protons. Lorsque les protons retourner en arrière à la direction de rotation aligné avec le champ magnétique, ils envoient une autre impulsion de fréquence radio. Cette impulsion est détectée par la machine, qui utilise alors l'impulsion pour générer une image.
Le temps qu'il faut pour que les protons à bascule en arrière et de générer l'impulsion de fréquence radio de retour dépend de l'emplacement des protons et la densité du tissu. Ce temps de relaxation est différent pour les protons dans un organe que pour les protons dans le sang et est différent pour les tissus sains que pour les tumeurs cancéreuses. Ces différences dans le temps de relaxation sont utilisés pour générer les images IRM.
Maintenant, vous vous demandez où ne nanoparticules entrent dans l'image? Rappelez-vous que l'oxyde de fer est paramagnétique. Vous obtenez une meilleure image IRM si les nanoparticules paramagnétiques sont attachées à l'objet que vous imager.
nanoparticules paramagnétiques réduire le temps qu'il faut pour que les protons de retourner en arrière dans la direction de rotation aligné avec le champ magnétique. Par conséquent, la différence dans le temps de relaxation du tissu qui a des nanoparticules attachées par rapport au temps de relaxation du tissu environnant est plus grande, ce qui crée plus de contraste et une image plus nette.